Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais
DEFEITOS CRISTALINOS
Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin
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Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais: Defeitos Cristalinos, Notas de aula de Materiais
Uma introdução às diferentes classes de defeitos cristalinos em materiais, incluindo pontuais, de linha e volumétricos. Explica-se a importância de cada tipo de defeito e como eles podem ser formados. Além disso, são discutidos conceitos relacionados aos defeitos, como linhas de discordância, vetor de burgers e deformação plástica.
Tipologia: Notas de aula
2022
1 / 63
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Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais
DEFEITOS CRISTALINOS
Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin
Defeitos cristalinos
- Defeito cristalino: imperfeição do reticulado cristalino
- Classificação dos defeitos cristalinos:
- Defeitos puntiformes (associados com uma ou duas posições atômicas): lacunas e átomos intersticiais.
- Defeitos de linha (defeitos unidimensionais): discordâncias
- Defeitos bidimensionais (fronteiras entre duas regiões com diferentes estruturas cristalinas ou diferentes orientações cristalográficas): contornos de grão, interfaces, superfícies livres, contornos de macla, defeitos de empilhamento.
- Defeitos volumétricos (defeitos tridimensionais): poros, trincas e inclusões.
Defeitos puntiformes
(Lacunas ou auto-intersticiais)
- Auto-intersticial: é um átomo que ocupa um interstício da estrutura cristalina.
- Os auto-intersticiais causam uma grande distorção do reticulado cristalino a sua volta.
Representação de uma lacuna e de um auto-intersticial
Defeitos pontuais
Ummm
m
Ummmm
Defeitos de linha
Arranjo dos átomos em torno de uma discordância em cunha Discordância em hélice
Discordância em hélice
Campos de tensão
Defeitos de linha
- A linha de discordância delimita as regiões cisalhada e não cisalhada.
- Uma discordância não pode terminar no interior de um cristal.
Linha de discordância e plano de escorregamento
Discordâncias
parciais
Escorregamento
Deformação plástica
Analogia entre a movimentação de uma lagarta e de uma discordância.
Formação de um degrau na superfície de um metal pela movimentação de (a) uma discordância em cunha e (b) uma discordância em hélice.
Defeitos bidimensionais
- Interface: contorno entre duas fases diferentes.
- Contornos de grão: contornos entre dois cristais sólidos da mesma fase.
- Superfície externa: superfície entre o cristal e o meio que o circunda
- Contorno de macla: tipo especial de contorno de grão que separa duas regiões com uma simetria tipo ”espelho”.
- Falhas de empilhamento: ocorre nos materiais quando há uma interrupção na seqüência de empilhamento, por exemplo na seqüência ABCABCABC.... dos planos compactos dos cristais CFC.