Estatistica

Exercícios de Ciências dos Materiais

Profª Cíntia Gonçalves

1. O chumbo exibe estrutura CFC. Qualquer quantidade de chumbo sólido é constituída por pequenos cubos imaginários (células unitárias), com arestas medindo 0,495 nm, onde os átomos desse elemento ocupam vértices e centro das faces. A partir dessas informações, calcule o número de cubos existentes em 1 cm3 de chumbo:

2. O Nb, na temperatura ambiente tem estrutura CCC e apresenta raio atômico de 0,147 nm. Qual o valor do parâmetro de rede do Nb em nanômetros?

3. O Ni é CFC com uma densidade de 8,9 g/m3 e tem sua M.A. igual a58,71 g/mol.

a. Qual é o volume por célula unitária baseado no valor da densidade ?

b. Calculeo raio atômico do Ni a partir de sua resposta na parte (a).

4. A 20 °C o nióbio tem estrutura CCC, sendo o parâmetro de rede 0,33007 nm e a densidade 8,60 g/cm3. Calcule o valor da massa atômica do nióbio:

5. Acima de 882 °C, o titânio tem estrutura cristalina CCC, com a = 0,332 nm. Abaixo desta temperatura, ele se organiza numa estrutura HC, com a = 0,2978 nm e c = 0,4735 nm. Determine a variação percentual de volume quando o titânio CCC se transforma em titânio HC. Ocorre contração ou expansão de volume?

Dados: Volume HC = a2ccos30°

6. Desenhe em uma célula cúbica as seguintes direções:

[100]; [001]; [110]; [111]; [110] e [210].

7. Desenhe em uma célula cúbica os seguintes planos cristalográficos:

(100); (001); (110); (111); (110) e (210).

8. Salto nanotecnológico

Destaca-se, na atuação de engenheiros da área de materiais, a busca de novas estruturas que possam ser aplicadas na fabricação de micro e nanoelementos para a indústria eletrônica. Nesse sentido, o uso de peças de metal, para se controlar o fluxo elétrico em dispositivos bastante específicos poderá, em breve, ser desnecessário.

Pesquisa desenvolvida pela Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, mostra que o nanotubo de carbono (diâmetro típico de 1nm) poderá também desempenhar o papel de controlador elétrico. Um nanotubo de carbono é uma monocamada de átomos de carbono na forma de rolo de dimensões nanométricas, caracterizado por um certo diâmetro e um certo ângulo de helicidade, características que o definem completamente. Aparentemente, os nanotubos de carbono são gerados a partir de gotas de carbono que aparecem a temperaturas de alguns milhares de graus Celsius quando utilizado o método do arco elétrico. Não há provas da existência da fase líquida do carbono. Como a temperatura de fusão do carbono, em pressão atmosférica, é da ordem de 5.000°C, alguns cientistas acreditam que o carbono evapora antes de fundir. Entretanto, os nanotubos de carbono observados através de microscopia eletrônica revelaram a ocorrência de bolhas que lembram as gotas de orvalho que se formam sobre os fios de uma teia de aranha.

O primeiro passo para se viabilizar essa nova tecnologia na fabricação de dispositivos semicondutores (chips) é a caracterização estrutural dos nanotubos de carbono. Para corretamente se caracterizar a estrutura de um nanotubo de carbono isolado (diâmetro e helicidade), a técnica mais apropriada é:

a) difração de raios X.

b) cromatografia.