Discordâncias São defeitos lineares. Existe uma linha separando a seção perfeita, da seção deformada do material. São responsáveis pelo comportamento mecânico.

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1 Discordâncias São defeitos lineares. Existe uma linha separando a seção perfeita, da seção deformada do material. São responsáveis pelo comportamento mecânico dos materiais quando submetidos a cisalhamento. São responsáveis pelo fato de que os metais são cerca de 10 vezes mais “moles” do que deveriam. Existem dois tipos fundamentais de discordâncias: Discordância em linha (edge dislocation) Discordância em hélice (screw dislocation) pompeu

2 Discordância de Aresta
(b) (c) Discordância de aresta Um cristal perfeito; Um plano extra é inserido no cristal (a); O vetor de burgers b equivale à distância necessária para fechar o contorno formado pelo mesmo número de átomos ao redor da discordância de aresta. pompeu

3 Vista tridimensional de um cristal contendo uma discordância em cunha
A discordância é a fronteira entre a parte do cristal que deslizou e a parte que ainda não Escorregou. Vista tridimensional de um cristal contendo uma discordância em cunha pompeu

4 Discordância em linha Plano Extra
A discordância em linha corresponde a borda (edge) do plano extra. Plano Extra Discordância em linha pompeu

5 O circuito e o vetor de Burgers
Cristal c/ discordância em linha Cristal Perfeito O circuito não se fecha. O vetor necessário para fechar o circuito é o vetor de Burgers, b, que caracteriza a discordância. Neste caso b é perpendicular a discordância O circuito se fecha. pompeu

6 Discordância em Hélice
Neste caso o vetor de Burgers é paralelo a discordância. Uma boa analogia para o efeito deste tipo de discordância é “rasgar a lista telefônica” Vetor de Burgers, b pompeu

7 Discordância em Espiral
Linha de discordância (a) (b) (c) Vetor de Burgers b Um cristal perfeito; b) e c) Deslocamento de uma secção transversal da ordem de um espaçamento atômico. O vetor de Burgers b é paralelo à linha de discordância em uma discordância em espiral. pompeu

8 Discordância em Espiral
Discordância em espiral como resultado de um cisalhamento parcial pompeu

9 Discordância mista 9 Discordâncias de aresta ou em espiral raramente ocorrem separadamente. Linha da discordância O vetor de Burgers mantém uma direção fixa no espaço. Na extremidade inferior esquerda, onde a discordância é pura hélice, b é paralelo a discordância. Na extremidade superior direita, onde a discordância é pura linha, b é perpendicular a discordância. pompeu

10 Discordâncias e deformação mecânica
Uma das maneiras de representar o que acontece quando um material se deforma é imaginar o deslizamento de um plano atômico em relação a outro plano adjacente. Plano de deslizamento (slip plane) Rompimento de diversas ligações atômicas simultaneamente. Baseado nesta representação, é possível fazer uma estimativa teórica da tensão cisalhante crítica. pompeu

11 Discordâncias e def. mec. (cont.)
A tensão cisalhante crítica é o valor máximo, acima do qual o cristal começa a cisalhar. No entanto, os valores teóricos são muito maiores do que os valores obtidos experimentalmente. Esta discrepância só foi entendida quando se descobriu a presença das discordâncias. As discordâncias reduzem a tensão necessária para cisalhamento, ao introduzir um processo sequencial, e não simultâneo, para o rompimento das ligações atômicas no plano de deslizamento. pompeu

12 Discordâncias e def. mec. (cont.)
1 2 3 tensão cisalhante tensão cisalhante 4 5 6 tensão cisalhante tensão cisalhante pompeu

13 Analogia do deslizamento
pompeu

14 Discordâncias e def. mec. (cont.)
 Linha: mov. na direção da tensão  O efeito final é o mesmo.  Direção do movimento  Hélice: mov. normal a direção da tensão. pompeu

15 Conclusão Temperatura influência direta na velocidade de deslocamento das discordâncias Impurezas difundem e concentram-se em torno das discordâncias formando uma atmosfera de impurezas Deformação Plástica aumenta a tensão e diminui a ductilidade pompeu

16 Fronteiras de grão e interfaces
Um material poli-cristalino é formado por muitos mono-cristais em orientações diferentes. A fronteira entre os monocristais é uma parede, que corresponde a um defeito bi-dimensional. pompeu

17 Fronteira de baixo ângulo
17 Fronteira em que ocorre apenas uma rotação em relação a um eixo contido no plano da interface (tilt boundaries). O ângulo de rotação é pequeno (< 15º). Pode ser representada por uma sequência de discordâncias em linha. pompeu

18 Macla (twin) Fronteira de alta simetria onde um grão é o espelho do outro. Plano de macla (twin plane) Formadas pela aplicação de tensão mecânica ou em tratamentos térmicos de recozimento (annealing) pompeu

19 Outras fronteiras Fronteira de grande ângulo Falha de empilhamento:
Fronteira de rotação com ângulos maiores do que 15º Mais difícil de interpretar (unidades estruturais). Falha de empilhamento: cfc - deveria ser ...ABCABC... e vira ...ABCBCA... hc - deveria ser ...ABABAB... e vira ...ABBABA... Fronteiras magnéticas ou parede de spin Em materiais magnéticos, separam regiões com orientações de magnetização diferentes. pompeu

20 A deformação plástica ocorre pelo movimento de discordâncias “varrendo os planos de escorregamento
Os planos onde as discordâncias se movimentam, são normalmente aqueles de maior Densidade atômica. pompeu

21 Intuitivamente, é evidente que a deformação plástica causada pela movimentação de uma discordância exige uma tensão muito menor que a necessária para movimentar um plano de átomo como um todo pompeu

22 Formação de dois tipos característicos de discordâncias a partir de um cristal perfeito
pompeu

23 O vetor de Burgers : dá a direção do escorregamento é sempre o mesmo independente da posição da linha de discordância. pompeu