Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrônica
Prof. Carlos Alexandre dos Santos
www.em.pucrs.br/nuclemat
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NÚCLEO DE ENGENH ARIA DE MATERIAI S METÁLICO
S
LISTA DE EXERCICIOS II: Estrutura Cristalina
1.) Diferencie materiais cristalinos de materiais não-cristalinos em termos de arranjo atômico.
2.) Quais são as estruturas cristalinas mais comuns encontradas nos materiais metálicos?
3.) O que você entende como “fator de empacotamento atômico” e de que depende?
4.) A - O ferro tem estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) e raio atômico de 1,241 Å a
temperatura ambiente. Calcule o parâmetro de rede e o fator de empacotamento atômico
para o ferro nestas condições.
R: a = 2,86x10-8 cm ou 0,2864 nm e F.E. = 0,68
B - A 910 °C o ferro passa de estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) para estrutura cúbica
de face centrada (CFC) e raio atômico de 1,292 Å. Calcule o parâmetro de rede e o fator
de empacotamento atômico para o ferro nestas condições.
R: a = 3,51x10-8 cm ou 0,351 nm e F.E. = 0,74
C - Calcule a densidade para o ferro CCC e para o ferro CFC.
R: CCC = 7,90 g/cm3 e CFC =
D - Há variação de volume quando o ferro é aquecido, ou seja, na passagem da estrutura
CCC para CFC ? Em caso afirmativo calcule o % de variação de volume considerando a
Célula Unitária e considerando o Material. Dados: AFe= 55,8 g/mol
R: Célula Unitária dV = 50% e Material dV = 0,8 %
5.) Sabendo que o Pb cristaliza no sistema CFC calcule o parâmetro de rede para o Pb e o seu
raio atômico. Dados: A = 207 g/mol, ρ = 11,34 g/cm3
6.) O que é polimorfismo ou alotropia? Quais as conseqüências deste fenômeno nas propriedades
dos materiais? Cite 2 exemplos de materiais que exibem polimorfismo.
7.) A - Como são representadas uma única direção e uma família de direções cristalográficas?
B - Como são representados um único plano e uma família de planos cristalográficos?
8.) O que você entende por anisotropia?
9.) A - No sistema cúbico, qual das seguintes direções corta os vértices das faces do cubo:
<110>, <111> ou <100>?
B - No sistema cúbico, qual das seguintes direções corta as diagonais das faces do cubo:
<110>, <111> ou <100>?
C - No sistema cúbico, qual das seguintes direções corta a diagonal do cubo:
<110>, <111> ou <100>?
10.) A - Qual a direção e o plano cristalográfico de maior empacotamento atômico para a estrutura
CCC ?
B - Qual a direção e o plano cristalográfico de maior empacotamento atômico para a estrutura
CFC ?
11.) A - Qual o plano cristalino perpendicular à direção [111] ?
B - Qual o plano cristalino perpendicular à direção [110] ?
C - Qual o plano cristalino perpendicular à direção [100] ?
12.) Represente a direção [111] e os planos (111) e (222) na figura abaixo.
