Defeitos em sólidos. Difusão no estado sólido Flashcards
A Solidificação de um metal ou liga divide-se em duas etapas (indique e defina quais são)
- Nucleação com a formação de núcleos estáveis no líquido
- Crescimento com transformação de núcleos em cristais e formação de estrutura de grãos
O que são Defeitos cristalinos?
São imperfeições ou “erros” no arranjo periódico regular dos átomos no cristal.
Os defeitos influenciam as propriedades físicas, mecânicas e elétricas ?
Sim, podendo essa influencia ser positiva ou negativa.
O que são defeitos pontuais e indique 3 exemplos:
Ocorrem em uma ou duas posições átomicas.
Podem ser Lacunas: ausência de um átomo na rede cristalina.
• Formam-se durante a solidificação ou como resultado de vibrações atómicas.
Podem ser Auto-intersticial – é um átomo que ocupa um interstício da rede cristalina.
• A vizinhança do átomo auto-intersticial fica distorcida, dado que o átomo é normalmente maior que o interstício.
Defeito de Schottky– faltam dois iões de carga contrária, origina-se uma lacuna aniónica + lacuna catiónica.
Defeito de Frenkel– devido ao movimento de um catião para um interstício, origina-se lacuna catiónica + catião intersticial.
Impurezas nos sólidos Nas ligas, as impurezas (chamadas elementos de liga) são adicionadas
intencionalmente para conferir características específicas ao material.
• Normalmente a adição de outros elementos aos metais é para melhorar a
resistência mecânica e a resistência à corrosão.
Indique os tipos de soluções sólidas ?
Substitucional – os átomos de soluto ou de impurezas substituem átomos de solvente na rede cristalina deste.
Intersticial - os átomos de soluto ou de impurezas ocupam os espaços vazios entre os átomos de solvente (interstícios); os átomos que podem ocupar estes locais (átomos intersticiais) têm pequeno tamanho (ex: H, C, N, O).
Indique as condições para a solubilidade substitucional.
- os raios atómicos não devem diferir mais do que 15%
- os elementos devem possuir a mesma estrutura cristalina
- as eletronegatividades devem ser próximas (senão formam-se compostos) 4. os elementos devem ter o mesmo número de oxidação
O que são defeitos lineares ? Como são originadas?
Designados por deslocações, originam uma distorção da rede centrada em torno de uma linha.
• As deslocações são originadas:
- durante a solidificação dos sólidos cristalinos
- por deformação plástica (permanente) dos sólidos cristalinos
- por desajustamentos atómicos em soluções sólidas
Indique tipos de deslocações e a sua definição
Deslocação cunha – pode ser criada num cristal por inserção de um semi- plano atómico adicional.
Deslocação parafuso – é criada por aplicação, num plano de corte, de tensões de corte (ou tangenciais).
Deslocação mista – tem componentes cunha e parafuso. Representam a maioria das deslocações.
As deslocações são defeitos de não-equilíbrio e armazenam energia na região distorcida da rede cristalina, em torno da deslocação.
Como podemos observar as deslocações ?
Recurso a TEM - Microscópio electrónico de transmissão
Em que consiste a difusão no estado sólido ?
• É o mecanismo de transporte de massa no interior de materiais sólidos através de um movimento de átomos.
Indique qual das difusões no estado sólido ocorre mais rápido e porque?
Para que a difusão ocorra, é necessário haver uma energia de ativação suficiente, para forçar o átomo a mover-se para uma nova posição.
A difusão intersticial é mais rápida do que a difusão por lacunas porque há mais posições intersticiais livres do que lacunas e requer uma menor energia de ativação.
A difusão intersticial consiste em:
os átomos de pequenas dimensões (H, O, N, C) movem-se pelos interstícios entre os átomos da matriz, de maiores dimensões.
