ESTRUTURA DE VASILAÇÃO CONSTRUÇÕES CRISTALINAS CUBAS

RELATÓRIO 1: ESTRUTURA DO VASILHAMENTO

ESTRUTURAS CRISTALINAS CÚBICAS

A estrutura cúbica é uma das que ocorrem com maior frequência nas substâncias cristalinas e é considerada a de maior importância. Dependendo da posição que os átomos ocupam na estrutura cúbica, a mesma pode ser classificada em cúbica simples (CS), cúbica de corpo centrada (CCC) e cúbica de face centrada (CFC).

O arranjo cúbico simples (CS), apesar de pertencer às estruturas cúbicas, não permite alto grau de empacotamento. Entretanto, a análise desse arranjo é importante no estudo das outras estruturas cúbicas. Nesse arranjo atômico, existe apenas um átomo em cada vértice do cubo. Na estrutura CS, o parâmetro de rede, definido por a, corresponde ao tamanho da aresta desse cubo, ou seja, a=2r, onde r é o raio atômico.

O número de átomos que estão efetivamente em uma célula cúbica simples é resultado da soma dos átomos presentes em seus vértices.

Número de vértices = 8

Número de átomos por vértice = 1/8

Número total de átomos = 8. 1/8 = 1

Volume ocupado por átomos (VA) = 1. Volume de 1 átomo = 4/3.π.r3

Volume da célula unitária

Fator de Empacotamento

No arranjo cúbico de corpo centrado (CCC) existe um átomo em cada vértice de um cubo e outro átomo no centro do mesmo. Esta estrutura pode ser encontrada no cromo, vanádio, zircônio, tungstênio, tântalo, bário, nióbio, lítio, potássio, etc. O parâmetro de rede a dessa estrutura é função da presença do átomo central, e é diferente do caso anterior. Ao se observar a diagonal principal da célula unitária dessa estrutura constata-se que seu tamanho corresponde a quatro raios atômicos. Assim, o parâmetro de rede é calculado a partir do teorema de Pitágoras ou:

O número de átomos que estão efetivamente em uma célula cúbica de corpo centrado é resultado da soma dos átomos presentes em seus vértices, mais aquele localizado em seu centro.

Número de vértices = 8

Número de átomos por vértice = 1/8

Número total de átomos = 8.1/8 + 1 = 2

Volume ocupado por átomos (VA) = 2. Volume de 1 átomo = 8/3.π.r3

Volume da célula unitária

Fator de Empacotamento

O arranjo cúbico de face centrada caracteriza-se por exibir os mesmos átomos nos vértices, encontrados nos outros dois arranjos cúbicos anteriores, e mais um átomo em cada face do cubo. A estrutura cúbica de face centrada é a estrutura do alumínio, cálcio, chumbo, níquel, cobre, platina, prata, ouro, etc. O parâmetro de rede no caso da estrutura CFC pode ser obtido através da diagonal da face, que tem o tamanho de quatro átomos. Usando novamente as relações de um triângulo retângulo, é possível relacionar o parâmetro de rede com o raio atômico, ou seja:

O número de átomos que estão efetivamente em uma célula cúbica de face centrada é resultado da soma dos átomos presentes em seus vértices, mais aqueles localizados em suas faces. 10 Estruturas Cristalinas

Número de vértices = 8

Número de átomos por vértice = 1/8

Número de faces = 6

Número de átomos por face = 1/2

Número total de átomos = 8.1/8 + 6.1/2 = 4

Volume ocupado por átomos (VA) = 4. Volume de 1 átomo = 16/3.π.r3

Volume da célula unitária

Fator de Empacotamento

ETAPA 1 – Estruturas Cristalinas. Imperfeições Sólidas

Estrutura Cristalina Átomos por célula unitária Parâmetro de Rede Fator de Empacotamento Exemplo de Metais

Cúbica Simples 1/8 de cada átomo, a célula contém apenas 1 átomo, os átomos tocam na face. a= 2R Numero de átomos X Volume dos átomos Volume da célula unitária 4πR³/(2R)³ o fator de empacotamento é O,52

Cúbica de Corpo Centrado Cada átomo dos vértices do cubo é divido com 8 células unitárias. Já o átomo do centro pertence somente a sua célula unitária. Cada átomo é cercado por 8 átomos adjacentes accc= 4R/(3)1/2 Numero de átomos X Volume dos átomos Volume da célula unitária O fator empacotamento é O,68 Cr, W, V, Nb, Mo

Cúbica de Face Centrada Cada átomo dos vértices do cubo é divido com 8 células unitárias. Já os átomos do centro pertencem somente a duas células unitárias, há 4 átomos por célula unitária na estrutura acfc= 4R/(2)1/2=2R.(2)1/2 Numero de átomos X Volume dos átomos Volume da célula unitária O fator empacotamento é O,74 Al, Ni, Fe(δ), Cu, Ag, Pb, Au, Pt

ETAPA 1 PASSO 2 – DEFINIÇÃO DO MATERIAL PARA VASILHAME E BEBIDA QUE SERÁ ARMAZENADA NELE

O grupo decidiu usar como material para o vasilhame o alumínio e a bebida a ser colocada nesse vasilhame será a água.

A justificativa para o uso desse material para o trabalho seria a facilidade para localizá-lo e também porque a sua troca de temperatura tanto para ganho quanto para perda no ambiente é bastante interessante para estudo.

EXPLICAÇÂO SOBRE O ALUMINIO

Um dos aspectos que tornam as ligas de alumínio tão atraentes como materiais de construção mecânica é o fato de o alumínio poder combinar-se com a maioria dos metais de engenharia, chamados de elementos de liga. Com essas associações, é possível obter características tecnológicas ajustadas de acordo com a aplicação do produto final. Mas para isso, é preciso conhecer bem as vantagens e limitações de cada elemento para fazer a melhor seleção.

O grande