Engenharia De Materiais

Uma base para a classificação dos materiais

da engenharia é a ligação atômica. Embora

a identidade química de cada átomo seja determinada

pelo número de prótons e nêutrons dentro

de seu núcleo, a natureza da ligação atômica

é determinada pelo comportamento dos elétrons

que orbitam o núcleo.

Vamos classificar os materiais da engenharia

que admitem um tipo de ligação em particular ou

uma combinação de tipos para cada categoria. Os

metais envolvem a ligação metálica. As cerâmicas

e vidros envolvem a ligação iônica, mas normalmente

em conjunto com uma forte característica

covalente. Os polímeros normalmente envolvem

ligações covalentes fortes ao longo de cadeias poliméricas,

mas possuem ligações secundárias mais

fracas entre cadeias adjacentes. A ligação secundária

atua como um elo fraco na estrutura, gerando

resistências e pontos de fusão tipicamente baixos.

Os semicondutores são predominantemente

covalentes por natureza, com alguns compostos

semicondutores tendo uma característica iônica

significativa. Essas quatro categorias de materiais

da engenharia são, portanto, os tipos fundamentais.

Os compósitos são combinações dos três primeiros

tipos fundamentais e possuem características

de ligação apropriadas aos seus elementos essenciais Os semicondutores elementares, tais como

o Silício (Si), Germânio (Ge) e Estanho (Sn) cinza,

compartilham a estrutura cúbica do diamante.

Essa estrutura é montada sobre uma rede de Bravais

cfc, com dois átomos associados a cada ponto

da rede e oito átomos por célula unitária. Uma

característica crucial dessa estrutura é que ela

acomoda a configuração de ligação tetraédrica

desses elementos, que estão dispostos na tabela

periódica do grupo IV A.

Você pode observar essa estrutura no esquema

a seguir, que representa uma estrutura

da célula unitária cúbica do diamante. Você pode

notar as posições dos átomos. Observe que existem

dois átomos por ponto da