Os Fundamentos de Ciências dos Matérias

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS - CMPF BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

BRENO FRANCISCO FERNANDES

IMPERFEIÇÕES NOS MATERIAIS

PAU DOS FERROS – RN

2022

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BRENO FRANCISCO FERNANDES

IMPERFEIÇÕES NOS MATERIAIS

Trabalho apresentado à Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA, Centro Multidisciplinar de Pau dos Ferros – CMPF, como requisito parcial para a obtenção de créditos do Componente Curricular Fundamentos de Ciências dos Materiais, período 2021.2.

Profa. Dra. Josy Eliziane Torres Ramos

PAU DOS FERROS – RN

 2022  

ÍNDICE

INTRODUÇÃO        3

DESENVOLVIMENTO        4

DEFEITOS PONTUAIS:        4

DEFEITOS EM LINHA:        5

DEFEITOS DE SUPERFÍCIE:        6

CONCLUSÃO        8

BIBLIOGRAFIA        9

INTRODUÇÃO

               Os defeitos que ocorrem nas estruturas cristalinas é uma imperfeição no arranjo periódico regular dos átomos em um cristal. Os metais, por exemplo, sofrem o rearranjo dos seus átomos que determina a estrutura cristalina dos mesmos. Nesse processo de transformação do líquido para o sólido, dependendo de como ocorre, podem ocorrer defeitos no empilhamento e organização dos átomos, resultando em imperfeições estruturais. O tipo e a quantidade desses imperfeições influenciam decisivamente o corportamento e várias propriedades dos materiais cristalinos, tais como a deformação plástica, na condutividade elétrica de semi-condutores, a cor e luminescência de muitos cristais, na corrosão em metais e em processos de difusão atômica.

               Vale destacar quem nem sempre essas imperfeições influenciam de forma negativa, um exemplo é a presença da cor em cristais que existe por causa desses defeitos.

As imperfeições contidas em estruturas cristalinas dividem-se em três tipos básicos:

• Defeitos pontuais – isolados em sua estrutura;
• Defeitos em linha – alinhados e contínuos em sua estrutura;
• Defeitos de superfície – se estendem ao longo de sua estrutura formando superfície.

DESENVOLVIMENTO

DEFEITOS PONTUAIS

               O defeito pontual mais encontrado em estruturas atômicas é a lacuna, no qual existe a ausência de um átomo em determinada posição atômica. Também chamados de vazios, esses espaços originam-se durante o processo de solidificação, como resultados de pertubações locais durante o crescimento dos cristais, ou seja, os átomos se deslocam de sua posições normais, ou ainda podem ser desenvolvidas pelo rearranjo dos átomos de um cristal já existente, origidado da mobilidade atômica. A figura abaixo mostra um exemplo claro dessa lacuna no retículo cristalino.

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As lacunas podem ainda ser resultantes do resfriamento rápido, da deformação plástica e do bombardiamento da rede cristalina por partículas atômicas, como nêutrons. Além disso, as lacunas de não-equilíbrio podem agrupar-se originando outras duplas ou triplas, podem ainda mover-se por troca de posições com átomos vizinhos.

Surgem ainda os defeitos substitucionais e intersticiais estranhos na rede cristalina. Os átomos intersticiais são algumas imperfeicões causadas pela presença de átomos estranhos nos interstícios, ou seja, promove distorções no reticulado. A presença desses pequenos átomos estranhos na rede cristalina do silício, por exemplo, podem provocar aumento de energia  e afetar na condutividade elétrica. Já os átomos substitucionais são deeficiências provocados pela existência de átomos estranhos nos vértices da rede cristalina. Tal defeito introduz tensões, atua como barreira ao movimento de discordâncias e aumenta a resistência, fazendo com que haja dificuldade de se mover pela rede cristalina.

               

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DEFEITOS EM LINHA

Os defeitos lineares originam uma distorção da rede centrada em torno de uma linha e caracterizam-se por envolver um plano extra de átomos. Essas imperfeições acontecem durante o processo de solidificação, na deformação plásticas de sólidos ou ainda como resultado da concentração de lacunas. A presença desse defeito é responsável pela deformação, falha e ruptura dos materiais.

Para compreender melhor, os defeitos lineares dividem-se em três tópicos: Cunha, Hélice e Mista.

• [pic 4]Discordância em cunha: Ocorre pela interrupção de um semi-plano extra de átomos. resultante do deslocamento de um plano atômico em sentidos opostos. O deslocamento dos átomos em torno da discordância é designado por vetor de escorregamento ou vetor de Burgers b e é perpendicular à linha da discordância cunha. Ademais, envolvem zonas de tração e compressão.
• Discordância em hélice: Pode ser formada em cristais perfeitos aplicando-se tensões de corte, para baixo e para cima, em áreas em que esses cristais foram separadas por um plano de corte. Essas tensões de cortem criam uma região com rede cristalina distorcida, ou seja, em forma de rampa.

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