Lacunas são sítios (locais) vagos na rede cristalina.
Lacunas são sítios vagos na rede cristalina em lugares que normalmente seriam ocupados por átomos. Sua existência pode ser explicada utilizando a termodinâmica, uma vez que a presença de lacunas aumenta a aleatoriedade (ou seja, a entropia) do cristal.
As lacunas são defeitos de equilíbrio dos metais e a sua energia de formação é cerca de 1 eV (energia necessária para transferir um átomo do interior do cristal para a superfície). Figura 7.1 - Defeitos pontuais: (a) lacuna e (b) auto-intersticial ou intersticial, na rede de um metal sólido compacto.
Uma discordância é um defeito cristalino linear no qual diversos átomos estão desalinhados e consequentemente provocam uma distorção na estrutura cristalina. Toda a teoria de deformação plástica e endurecimento de metais é fundamentada na movimentação de discordâncias.
é a energia necessária para a formação de um defeito de Frenkel, T é a temperatura absoluta e k é a constante de Boltzmann. é a energia necessária para a formação de um defeito de Schottky, T é a temperatura absoluta e k é a constante de Boltzmann.
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Solução sólida substitucional: os átomos de soluto substituem uma parte dos átomos de solvente no reticulado. Solução sólida intersticial: os átomos de soluto ocupam os interstícios existentes no reticulado.
Defeitos Pontuais: Irregularidades que se estedem somente sobre alguns átomos (adimensional) Defeitos Lineares: Irregularidades que se estedem através de uma única fileira de átomos (unidimensional) Defeitos Planares: Irregularidades que se estedem através de um plano de átomos (bidimensional)
As discordâncias são originadas durante a solidificação dos sólidos cristalinos, elas são criadas devido às condições de processamento (a forma usada na fabricação do material) e por forças mecânicas que atuam sobre o material.
Os dois principais tipos de discordâncias são: em cunha (aresta) e em hélice (espiral). Discordâncias em aresta são o resultado da adição de um semiplano na rede cristalina.
Quando metais policristalinos são deformados, a deformação plástica em cada grão ocorre em um sistema de escorregamento distinto, gerando incompatibilidae de deformação entre os grãos.
Defeitos puntiformes
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.
Defeitos superficiais são os contornos que separam o material em regiões, cada região possuindo a mesma estrutura cristalina, mas orientação diferente.
Existem duas maneiras principais para a criação de defeitos de ponto (ou pontuais) nos sólidos iônicos sem que haja desequilíbrio de carga:a dos vazios correlacionados ou defeitos de Schottky (esquerda)a dos grupos vazios-intersticiais ou defeitos de Frenkel (direita)
Os defeitos de linha, também chamados de discordâncias são defeitos que causam a distorção da rede cristalina em torno de uma linha e caracterizam-se por envolver um plano extra de átomos.
Soluções sólidas intersticiais
Ocorrem quando um soluto de menor raio atômico que o solvente ocupa sítios intersticiais no reticulado cristalino. Um dos exemplos mais utilizados é a fase ferrita, constituinte da liga de aço, na qual adiciona-se carbono ao ferro para gerar um aumento na resistência mecânica.
Contorno de grão é uma região que separa dois ou mais cristais com orientações cristalográficas diferentes. Nessa região os átomos não estão a mesma distancia uns dos outros. Essas diferenças de distancias geram tensões, assim os contornos de grãos são regiões de maior energia.
As discordâncias possibilitam a deformação plástica, pois a quebra das ligações atômicas ocorre de forma localizada exigindo assim menores tensões. Tal fenômeno é denominado DESLIZAMENTO (ou ESCORREGAMENTO).
II) A discordância em cunha é a inserção de uma plano extra de átomos na estrutura cristalina. III) Os átomos em torno da discordância em cunha são deslocados devido a inserção do plano de átomos extras. Devido ao deslocamento desses átomos, não é gerado tensão na rede cristalina.
discordância. Superfície que separa unidades estratigráficas de idades significativamente diferentes e que representa um grande período de não deposição ou de erosão das camadas abaixo e acima desta superfície de discordância. O intervalo de tempo correspondente a uma discordância chama-se hiato.
Por que os defeitos são importantes? Os defeitos, mesmo em concentrações muito pequenas, podem causar uma mudança significativa nas propriedades de um material. Sem a presença de defeitos: os dispositivos eletrônicos do estado sólido não existiriam.
Os defeitos lineares são associados principalmente à deformação mecânica. A presença deste defeito é a responsável pela deformação, falha e ruptura dos materiais. Existem dois tipos de principais de discordâncias: Discordância em cunha ou de aresta.
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 pontuais: Vacâncias ou lacunas: é a falta de um átomo na rede cristalina, pode resultar no empacotamento imperfeito na solidificação inicial. Defeito intersticial: quando um átomo é abrigado por uma estrutura cristalina, principalmente se esta tiver um baixo fator de empacotamento.
Para formação de uma solução sólida substitucional é necessário que a diferença entre os raios do soluto e solvente seja em torno de 15%. Caso o átomo de impureza tenha raio maior do que 15% do raio do solvente não haverá formação de uma solução sólida substitucional mas sim um segunda fase. Estrutura cristalina.
Regras para solubilidade no estado sólido: Regra 1: solução sólida substitucional ilimitada ocorre quando a diferença entre os raios atômicos dos componentes for menor que 15%. Se for maior que este valor, a solubilidade é limitada.
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