Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos

Apresentação em tema: "Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos"— Transcrição da apresentação:

1 Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos
Faculdade Campo Real Professor: Pedro Ribeiro Cebulski

2 Imperfeições Estruturais
Uma célula unitária pode mostrar a estrutura completa do cristal; Um mero pode mostrar a estrutura completa do polímero; Porém uma pequena fração da estrutura, normalmente inferior a 1% não é perfeita.

3 Lacuna (Vacância ou Vazios)
Falta de um átomo no estrutura cristalina ou a presença de uma impureza; Facilita a difusão atômica;

4 Linear (Discordâcias)
Discordância em Cunha, uma linha de atomos fora de seu posicionamento ideal; Escorregamento de um plano cristalino;

5 Fronteiras (Superfícies)
Mais fácil de visualizar nas extremidades; Cristais individuais são chamados de grãos;

6 Difusão Atômica Movimentação dos átomos na estrutura;
Os átomos de um cristal só ficam estáticos no Zero absoluto (-273°C); Conforme a temperatura se eleva, as vibrações térmicas facilitam a difusão atômica; Podem ocorrer em cristais sem defeito pontuais.

7 Difusão Atômica Gases: Líquidos: Sólidos; Muito rápida;
Exemplo Perfume (Interdifusão). Líquidos: Movimento dos átomos nos líquidos. Rápidas, mas menos rápidas que as gasosas; Sólidos; Muito Lentas e necessita de alta energia.

8 Autodifusão Troca de localização de átomos em um mesmo material;
Normalmente não é observada em material puro e monofásicos pois os átomos são todos idênticos; Quanto maior ponto de fusão, maior a força necessária para movimentação atômica.

9 Interdifusão Troca de localização de átomos em materiais diferentes.
Exemplo tratamento térmico superficial em materiais (Ex: Cementação); Ligas metálicas.

10 Difusão Atômica Fatores que favorecem o fluxo de átomos:
Baixo Empacotamento atômico; Baixa densidade ou massa específica; Raio atômico pequeno; Ligações fracas (Van der Waals); Baixo ponto de fusão; Presença de imperfeições cristalinas.

11 Difusão Atômica Fatores que dificultam o fluxo de átomos:
Alto Empacotamento atômico; Alta densidade ou massa específica; Raio atômico grande; Ligações fortes (iônicas e covalentes); Alto ponto de fusão; Alta qualidade cristalina.

12 Difusão Atômica Energia de Ativação; Difusão em anel:
Energia requerida para superar as “barreiras de energia”. Átomos pequenos tem a energia de ativação menor do que os átomos grande. Elevadas energias para átomos de alto ponto de fusão. Difusão em anel: 3 átomos; 4átomos.

13 Coeficiente de Difusão
Leis de Fick; Para estado estacionário; : 1° LEI - O fluxo de átomos por unidade de área na unidade de tempo, é proporcional ao gradiente de concentração. J = - D dC/dx J - Fluxo de Átomos por unidade de Área (átomos/cm².s); D - Coeficiente de difusão (cm²/s); dC/dx – Gradiente de concentração;

14 Coeficiente de Difusão
Leis de Fick; Para estado não estacionário; 2° LEI - A velocidade diminui com a diminuição do gradiente de concentração. dC/dt = D (d².C/dx²) dC/dt – Variação da concentração no tempo; D - Coeficiente de difusão (cm²/s);

15 Exemplo de Difusão

16 Bibliografia VAN VLACK, Lawrence – Princípio da Ciência dos Materiais;
CALLISTER, Willian – Introdução a Engenharia e Ciência dos Materiais;