LISTA DE EXERCICIOS – DIFUSÃO E DEFEITOS CRISTALINOS
1) Explique como os defeitos defeitos cristalinos contribuem para para a difusão? difusão?
Os vazios (defeito cristalino) existem em todos os materiais, sendo considerado intrínseco ao material e exercem papel importante na difusão atômica e nas transformações de fases, uma vez que a maioria das propriedades dos materiais é influenciada pela presença de imperfeições. 2) Explique porque a difusão de intersticiais intersticiais é mais mais rápida que a difusão de vacâncias? vacâncias?
A difusão dos intersticiais intersticiais ocorre mais rapidamente que a difusão de vacâncias, pois os átomos intersticiais são menores e então tem maior mobilidade. 3) A difusão é mais mais rápida no contorno de grão ou na superfície? Por quê?
os (lacunas ou interstícios) e isto No contorno de grão, porque são regiões “ricas” em vazi os facilita o deslocamento dos átomos que se difundem. Do ponto de vista energético, a energia de ativação necessária para a difusão no contorno de grão é menor. 4) Quais são as principais forças motrizes para para que ocorra a difusão?
Deve ter sítios vazios; o átomo deve ter energia suficiente para quebrar às ligações atômicas que une os seus átomos vizinhos e então causar alguma distorção na rede cristalina durante o deslocamento; deslocamento; temperatura. 5) Cite 3 exemplos exemplos práticos de processos que são baseados baseados no fenômeno fenômeno de Difusão.
Dopagem em materiais semicondutores para controlar a condutividade; Cementação e Nitretação dos aços para endurecimento superficial; Sinterização. 6) Quais são os principais principais parâmetros parâmetros que governam governam a difusão?
Temperatura, concentração e tempo. 7) Que é e de que depende depende o coeficiente coeficiente de difusão?
O coeficiente de difusão é um indicativo da velocidade segundo o qual os átomos se difundem. As espécies difusíveis, bem como o material hospedeiro, influenciam o coeficiente de difusão. Depende da natureza dos átomos, do tipo de estrutura cristalina e da temperatura.
8) Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que favorecem a difusão?
Baixo empacotamento atômico;
Baixo ponto de fusão;
Ligações fracas (Van der Walls);
Baixa densidade;
Raio atômico pequeno;
Presença de imperfeições
9) Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que dificultam a difusão?
Alto empacotamento atômico;
Alto ponto de fusão;
Ligações fortes (iônica e covalente); Alta densidade; Raio atômico grande; Alta qualidade cristalina
10) Como são classificadas as imperfeições estruturais?
DEFEITOS PONTUAIS - associados com uma posição atômica.
DEFEITOS LINEARES – unidimensionais.
DEFEITOS INTERFACIAIS ou CONTORNOS - que são bidimensionais.
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA, - que são tridimensionais.
11) Dê exemplos de imperfeições ou defeitos estruturais para cada uma das classificações.
DEFEITOS PONTUAIS - Para defeitos pontuais, existe o defeito pontual de lacuna, defeitos auto-intersticiais e o defeito de impureza em sólidos que são divididos em dois tipos, os defeitos substitucionais e os intersticial.
DEFEITOS LINEARES – Nos sólidos cristalinos, os defeitos lineares ou discordâncias são defeitos que originam uma distorção da rede centrada em torno de uma linha. As discordâncias são originadas durante a solidificação dos sólidos cristalinos. As discordâncias podem ser classificadas em três tipos de aresta, espiral e mista.
DEFEITOS INTERFACIAIS ou CONTORNOS - são contornos que possuem duas dimensões e que geralmente separam as regiões dos materiais que possuem diferentes estruturas cristalinas e diferentes orientações cristalográficas esse de defeito é classificado em superfícies externas, contornos de grão, os contornos de macla são subdivididos em maclas de deformação e maclas de recozimento e por fim os contornos de fases.
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA - Por fim os defeitos volumétricos ou de massa são os de poros, trincas, inclusões e outras fases. São normalmente introduzidos durante as etapas de processamento e fabricação.
12) Explique que é uma Discordância.
Discordâncias são defeitos lineares ou unidimensionais em torno do qual algum dos átomos está desalinhado. 13) Como são classificadas as discordâncias e quais são as principais causas da sua formação.
As discordâncias são originadas durante a solidificação dos sólidos cristalinos. As discordâncias podem ser classificadas em três tipos de aresta, espiral e mista.
