TIPOS DE ESTRUTURAS DE MATERIAIS

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO ESPÍRITO SANTO – UNESC

MAYCK MOGNATO

TIPOS DE ESTRUTURAS DE MATERIAIS

COLATINA

2014

MAYCK MOGNATO

TIPOS DE ESTRUTURAS DE MATERIAIS

Atividade de espaço escolar diversificado apresentado ao Centro Universitário do Espírito Santo – UNESC, sob a orientação do Professor Roberto Balarini, da disciplina de Ciências e Tecnologia dos Materiais, do curso de Engenharia Mecânica como requisito para obtenção de presença.

COLATINA

2014

INTRODUÇÃO

Os materiais têm dois tipos bem distintos de classificação, os amorfos e os materiais cristalinos.

Materiais cristalinos são materiais com arranjos regulares em suas células unitárias. Essa regularidade geométrica ocorre devido ao tipo de ligação e a capacidade atômica dos átomos envolvidos. Os amorfos não seguem essa regularidade, se forma, atomicamente falando, de forma irregular e sem um padrão.

“O modelo de cristalização pode ser visualizado ao admitir-se o que acontece quando um metal solidifica, por exemplo, no interior de um recipiente. As primeiras células unitárias se formam em pontos diferentes e crescem até se encontrar formando um contorno irregular que delimita a área onde estão compreendidas milhares daquelas pequenas células. Um conjunto de células unitárias forma o cristal com contorno geométrico, o qual, ao adquirir o contorno irregular devido aos pontos de contato de cada conjunto, passa a ser chamado de grão”

De forma sucinta, um contorno de grão é formado por milhares de células unitárias que, se depuseram em posições fixas formando figuras geométricas.

1- PRINCIPAIS CÉLULAS UNITÁRIAS

Em grande parte das vezes, os átomos estão seguindo uma regra que a natureza impôs para cada tipo de material. Esse modo com que os átomos se agrupam é o que influencia, e muito, nas propriedades dos materiais, ou seja, o quão duros, sensíveis, tenazes, etc., serão os materiais. Esse tipo de agrupamento organizado e padronizado é chamado de estrutura cristalina, como mostra a figura 1.1:

 [pic 1]

                        Figura 1.1                        

1. FATOR DE EMPACOTAMENTO

O fator de empacotamento é um índice que varia de 0 a 1 e representa a fração do volume de uma célula unitária que corresponde a esferas sólida, ou seja, revela em porcentagem quanto de espaço “ocupado” possui a célula unitária, e varia de acordo com o tipo de célula unitária. Ele é calculado dividindo-se o volume dos átomos que ocupam a célula unitária da rede pelo volume desta célula. O átomo é considerado como uma esfera perfeita.

“O chumbo exibe estrutura CFC. Qualquer quantidade de chumbo sólido é constituída por pequenos cubos imaginários (células unitárias), com arestas

Medindo 0,495x10-9 m, onde os átomos desse elemento ocupam vértices e centro

das faces. A partir dessas informações, calcule o número de cubos existentes em 1cm3 (1x10-6 m3) de chumbo.

Solução

O número de células unitárias é obtido pela divisão do volume total pelo

volume de uma célula.

Volume da célula unitária do chumbo=(0,495x10-9 m)3=1,2x10-28 m3

Número de células unitárias=1x10-6 m3/1,2x10-28 m3=8,2x1021 células (cubos)”

1. PRINCIPAIS CÉLULAS UNITÁRIAS

        Existem 14 tipos de arranjos cristalinos, mas alguns ocorrem com muito mais freqüência do que outros. Os principais tipos de células cristalinas são: CCC; CFC; HC.

1.2.1- CUBICA DE CORPO CENTRADO

        Na estrutura cúbica de corpo centrado (CCC), os átomos estão presentes nas arestas e no centro da célula unitária. Como mostra a figura 1.2:

[pic 2]

Figura 1.2

1.2.2- CÚBICA DE FACE CENTRADA

Na estrutura cúbica de face centrada (CFC), os átomos estão presentes nas arestas e nos centros das faces da célula unitária. Como mostra a figura 1.3:

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