Estrutura cristalina dos metais

Apresentação em tema: "Estrutura cristalina dos metais"— Transcrição da apresentação:

1 Estrutura cristalina dos metais

2 Os materiais se dividem em amorfos e cristalinos: Material cristalino (a): ordem a longa distância Material amorfo (b): ordem a curta distância

3 São sete sistemas cristalinos

4 Definições importantes
Célula unitária: Pequeno (o menor) grupo de átomos que formam um padrão repetitivo representativo da estrutura cristalina. Número de coordenação: número de vizinhos mais próximos, que estão em contato, realizando ligações químicas entre eles. Fator de empacotamento atômico: É o volume dos átomos dividido pelo volume da célula unitária

5 Número de átomos por célula unitária: Sistema cúbico
- Átomo no vértice da célula unitária cúbica:compartilhado por sete células unitárias em contato somente 1/8 de cada vértice pertence a uma célula particular. - Átomo centrado na face: compartilhado por duas células unitárias

6 Estrutura cúbica simples
Número de coordenação = 6 Fator de empacotamento=0,52 Não há exemplos de metais puros, fator de empacotamento muito baixo

7 Número de coordenação = 6

8 Número de coordenação CÚBICO SIMPLES NC = 6

9 Representação esquemática da estrutura cúbica de faces centradas (c. f
Representação esquemática da estrutura cúbica de faces centradas (c.f.c.)

10 Número de coordenação CÚBICO DE FACE CENTRADA NC = 12

11 Relação entre raio atômico e parâmetro de rede para o sistema C.F.C.
Contato entre os átomos ocorre através da diagonal da face da célula unitária dface2 = ao2 + ao2 (4r)2 = 2ao2 ao = 4r 21/2

12 Cálculo do fator de empacotamento para uma estrutura C.F.C.
Quatro átomos por célula unitária Número de coordenação= 12 Fator de empacotamento=0,74(os átomos “se tocam” na diagonal da face) Sistema chamado de empacotamento fechado Ex. Fe (acima de 912º C) Al,Cu,Pb,Ni, Ag,Au,Pd,Pt,etc...

13 Representação esquemática da estrutura cúbica de corpo centrado (c. c
Representação esquemática da estrutura cúbica de corpo centrado (c.c.c.)

14 Número de coordenação CÚBICO DE CORPO CENTRADO NC = 8

15 Relação entre raio atômico e parâmetro de rede para o sistema C.C.C.
dcubo2 = ao2 + dface2 (4r)2 = 3ao2 ao = 4r 31/2 Contato entre os átomos ocorre através da diagonal do cubo da célula unitária

16 Características do sistema cúbico de corpo centrado
Dois átomos por célula unitária Número de coordenação = 8 Fator de empacotamento = 0,68 (os átomos “se tocam”na diagonal principal do cubo) Ex: Fe (até 912º C), Li, Na, Cr, Mo, W, V, Ta, Nb etc...

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18 Representação esquemática da estrutura hexagonal compacta (hc)

19 Representação esquemática da estrutura hexagonal compacta (hc)
Cada átomo do vértice da base está dividido em 6 células unitárias. Cada átomo no centro das bases está dividido em duas células unitárias. Os 3 do centro estão integralmente dentro da célula.

20 Características do sistema hexagonal compacto
Seis átomos por célula unitária Número de coordenação= 12 Fator de empacotamento=0,74 Sistema chamado de empacotamento fechado Ex.: Zn, Mg, Ti, Co, Cd, Be, Zr, etc...

21 Representação esquemática da estrutura hexagonal compacta (hc)

22 HEXAGONAL COMPACTO NC = 12

23 Alotropia ou Polimorfismo Quando um metal apresenta mais de um sistema cristalino em função da temperatura e/ou pressão. 40% dos átomos apresentam alotropia

24 Alotropia ou Polimorfismo
. Exemplo do ferro: C.C.C. até 912ºC com parâmetro de rede de 2,88 Ǻ (2 átomos dentro da célula) C.F.C. de 912ºC até 1390ºC com parâmetro de rede 3,64 Ǻ (4 átomos em cada célula unitária, logo parâmetro de rede maior) C.C.C. de 1390 até 1536ºC com parâmetro de rede de 2,93 Ǻ (2 átomos dentro da célula, maior temperatura maior parâmetro de rede) .

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28 Monocristal de fluorita que cristalizou sem restrições mostrando a forma da célula unitária externamente