Policristalinos: constituído de vários cristais ou grãos, cada um deles com diferentes orientações espaciais. Os contornos de grão são regiões separando cristais de diferentes orientações em um material policristalino.
Na estrutura monocristalina, todos os átomos ocupam posições regulares no espaço, que se repetem indefinidamente, como ilustrados na Fig. 4.1a. Quando átomos ocupam posições regulares sem se repetirem indefinidamente, mas apenas em pequenas regiões, temos uma estrutura policristalina.
Os policristais são de mais fácil obtenção e não requerem grandes controles. Os monocristais requerem reagentes de elevada pureza, controle da temperatura e métodos particulares que possibilitem a sua fabricação.
Sólidos cristalinos, ou cristais, são considerados “sólidos verdadeiros”. Minerais são sólidos cristalinos. Sal de cozinha é um exemplo desse tipo de sólido. Em sólidos cristalinos, os átomos, íons ou moléculas são dispostos em um padrão ordenado e simétrico que é repetido em todo o cristal.
Um conjunto de células unitárias forma o cristal com contornos geométricos, o qual, ao adquirir os contornos irregulares, devido aos pontos de contato de cada conjunto, passa a chamar-se grão. Esses grãos são ligados entre si por uma película que não é mais considerada cristalina, como se verá mais adiante.
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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.
Na metalurgia, grão (do termo latino granu) é um cristal isolado na matéria em estado sólido. O tamanho do grão é um fator importante para avaliar as propriedades mecânicas de um material policristalino, em especial a dureza, a resistência à corrosão e o limite de escoamento.
As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino. Possuem, portanto, estruturas cristalinas os sais, metais e a maior parte dos minerais.
Existem apenas 7 células unitárias (a menor unidade repetitiva que reproduz a estrutura de um cristal : triclínico, cúbico, monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, trigonal e hexagonal, que definem os 7 sistemas cristalinos no espaço tridimensional.
Os materiais amorfos não apresentam forma geométrica definida, podem apresentar até certa rigidez como os sólidos comuns, mas seus átomos não se encontram em organização espacial (a nível microscópico). Exemplos de substâncias amorfas: parafina, sabões, vidro, vários polímeros (poliestireno por exemplo).
Apesar de ser policristalino os cristais estão distribuídos aleatoriamente e as interseções estão em todas as direções,consequentemente o material total acaba sendo isotrópico, inclusive um material policristalino formado por cristais nãoisotrópicos pode ser isotrópico se houver cristais suficientes para isso.
Célula Unitária é o menor agrupamento de átomos no espaço possuindo a simetria do cristal que quando repetido em todas as direções resultará a estrutura cristalina original. Sistema Cristalino é a maneira como estão relacionadas as dimensões e ângulos das células unitárias. São sete os sistemas cristalinos possíveis.
O defeito de Schottky ocorre em materiais Cerâmicos do tipo AX, e consiste de um vazio de um cátion e de um ânion. Uma vez que cátions e ânions apresentam a mesma carga, a neutralidade de carga do cristal é mantida.
Material amorfo ou substância amorfa é a designação dada à estrutura que não têm ordenação espacial a longa distância (em termos atómicos), como os sólidos regulares. É geralmente aceito como o oposto de estrutura cristalina. As substâncias amorfas não possuem estrutura atômica definida.
Há apenas cinco retículos bidimensionais (planos) e 14 retículos tridimensionais (Bravais). Todas as estruturas cristalinas podem ser formadas com base em retículos de Bravais, atribuindo-se um átomo ou um conjunto de átomos a cada ponto do retículo.
Há sete sistemas cristalinos, chamados de: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, hexagonal, trigonal, monoclínico e triclínico. Eles se subdividem em um total de 32 classes cristalinas. Sistema cristalino em que há três eixos cristalográficos de mesmo tamanho e mutuamente perpendiculares.
Conjunto infinito de pontos definidos pela interceção de dois feixes de retas paralelas e equidistantes de um plano (rede plana) e pela interceção de três feixes de planos paralelos e equidistantes (rede espacial). Nos cristais, os átomos, iões ou moléculas dispõem-se segundo redes deste tipo.
As principais células cristalinas que representam os materiais metálicos são as seguintes: (CCC) cúbica de corpo centrado, (CFC) cúbica de face centrada e (HC) hexagonal compacta.
Os materiais são classificados tecnicamente em três classes principais independentes e uma composta (ver Figura 1-1), denominadas, respectivamente: polímeros, cerâmicas, metais e compósitos.
Os materiais sólidos podem ser agrupados em:- Metais.- Cerâmicos.- Polímeros.Metais:• Normalmente combinações de elementos metálicos (e.g: ligas)• Excelente condução eléctrica e de calor e têm aparência lustrosa.• São fortes mas deformáveis.• São extensivamente usados em aplicações estruturais.
A ferrita ou ferrite, ou ferro alfa (α-Fe), é um termo de ciência dos materiais para o ferro puro com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado. É esta estrutura cristalina que dá ao aço e ao ferro fundido as suas propriedades magnéticas, sendo o exemplo clássico de um material ferromagnético.
Contornos de Grão
São as imperfeições superficiais que separam cristais de diferentes orientações, num agregado policristalino.
Que tipo defeito é considerado um contorno de grão? ... Contorno de grão é um defeito que causa um empacotamento atômico menos eficiente, que favorece a difusão e a nucleação de novas fases, mas que dificulta o movimento das discordâncias, e por isso quando maior ele for, maior é a resistência do material.
Os contornos entre os grãos recozidos migram e os grãos maiores crescem às expensas dos menores e o tamanho médio dos grãos aumenta. À medida que o tamanho de grão cresce, as áreas de contornos de grãos para um dado volume de material decrescem, uma condição energeticamente mais favorável.
O contorno de grão funciona como um barreira para a continuação do movimento das discordâncias.
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