SOLIDOS CRISTALINOS. Conceitos Gerais

Transcrição

1 SOLIDOS CRISTALINOS Conceitos Gerais

2 CAPA Liga de Magnésio

3 CAPA ligas de magnésio O sistema da ASTM estabelece que as ligas de magnésio, divididas em fundidas e trabalhadas, são designadas por um conjunto de caracteres alfanuméricos, no qual as duas primeiras letras se referem aos dois principais elementos de liga, os números seguintes são relativos aos teores nominais de cada um destes elementos e a letra posterior indica variações da liga básica associadas à introdução de outros elementos minoritários. Após o hífen indica-se o tratamento térmico ou termomecânico de modo semelhante ao que ocorre com as ligas de alumínio. Sendo assim, a liga de magnésio mais conhecida e utilizada, designada por AZ92A-T6, significa uma liga com 9 % de alumínio e 2 % de zinco em sua composição básica (A) e submetida ao tratamento térmico de solubilização e envelhecimento com o objetivo de obter dureza máxima (T6).

4 CAPA ligas de magnésio No mercado mundial consumo de ligas de magnésio 4,4 Kg/veículo No mercado nacional 2,74 kg/veículo

5 Arranjos cristalinos Dimensões estrutura cristalina

6 Ordenação dos Átomos Os átomos e moléculas estão sempre em movimento. No gás o movimento é livre, nos líquidos existe vinculo entre moléculas vizinhas. As partículas na maioria dos sólidos existem posições fixas, mas existe movimento entorno desta posição Sem ordenamento Ordem de curto alcance Ordem de longo alcance

7 Sólidos Cristalinos e Amorfos Segundo a distribuição espacial dos átomos, moléculas ou íons, os sólidos podem ser classificados em: Cristalinos: compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões.as posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas (de longo alcance). Amorfos: compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam uma ordenação de longo alcance. Podem apresentar ordenação de curto alcance.

8 RETICULO CRISTALINO Nos materiais cristalinos, denomina-se estrutura cristalina à maneira como átomos, moléculas ou íons se encontram espacialmente arranjados. Modelo de esferas rígidas: os átomos ou íons são representados como esferas de diâmetro fixo. Reticulado: conjunto de pontos, que podem corresponder a átomos ou grupos de átomos, que se repetem no espaço tridimensional com uma dada periodicidade. Célula unitária: é o menor agrupamento de átomos representativo de uma determinada estrutura cristalina específica.

9 RETICULO CRISTALINO Reticulado: conjunto de pontos, que podem corresponder a átomos ou grupos de átomos, que se repetem no espaço tridimensional com uma dada periodicidade. Célula unitária: é o menor agrupamento de átomos representativo de uma determinada estrutura cristalina específica.

10 Os sete tipos de Célula Unitária

11 As 14 redes de Bravais

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13 Importância das estruturas cristalinas Estanho

14 Importância das estruturas cristalinas zirconia

15 Importância das estruturas cristalinas Ferro

16 Importância das estruturas cristalinas Carbono Buckyball 60 átomos Sólido incolor de alta dureza, brilho intenso e não condutor Sólido cinzento de baixa dureza, pouco brilho e bom condutor

17 As estruturas mais comuns Nós vamos estudar apenas as redes mais simples: a cúbica simples - cs (sc - simple cubic) a cúbica de corpo centrado - ccc (bcc - body centered cubic) a cúbica de face centrada - cfc (fcc - face centered cubic) a hexagonal compacta - hc (hcp - hexagonal close packed)

18 CUBICO DE CORPO CENTRADA - CCC

19 CUBICO DE FACE CENTRADA - CFC

20 HEXAGONAL COMPACTO - HC

21 CFC e HC ABC AB

22 O Fator de empacotamento atômico FEA = numero de átomos volume de cada átomo célula volume da célula unitária ρ = numero de átomos Peso átomico céluna Volúme da célula unitária n de avogrado

23 Metais e suas estruturas cristalinas CCC (BCC) CFC (FCC) HC (HCP) Átomos por célula unitária Número de coordenação Fator de empacotamento atômico 0,68 0,74 0,74

24 Anisotropia

25 Exercicio 3.1 Calister Calcule o volume de uma célula Unitária CFC em termos do raio atômico R a 2 a 2 4R 2 a 2R 2 V 2R 3 3 C a 2 V C 16R 3 2

26 Exercicio 3.2 Calister Mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura cristalina CFC é de 0,74 FEA Volume total de esferas Volume total de célula unitária V V E C FEA V V E C 4 4 R R 2 3 V V E C R 16R 3 2 FEA 0,74

27 Exercicio 3.3 Calister Cobre Raio atômico de 0,128 nm Estrutura CFC Peso atômico de 63,5g/mol Calcule a densidade na V C N A numero de atomos x Peso atômico Volume dacelula Unitária x Numero de Avogrado 3 8,89g / cm

28 Exercícios Edição Qual a diferença entre estrutura atômica e estrutura cristalina 3.2 mostre que o fator de empacotamento atômico para a estrutura ccc é de 0, O ferro possui uma estrutura cristalina ccc, um raio atômico de 0,124 nm w um peso atômico de 55,85 g/mol. Compare o valor teórico calculado com o valor apresentado na tabela da contracapa do livro o zinco possui uma estrutura cristalina HC uma razão c/a de 1,856 e uma massa específica de 7,13 g/cm 3. calcule o raio atômico para o Zn.