Sólidos Cristalinos e
Difusão
Universidade de São Paulo
Escola de Engenharia de Lorena
Departamento de Engenharia de Materiais
Introdução à Ciência dos Materiais
Prof. Dr. Cassius O.F.T. Ruchert, Professor Associado
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Pesquisar documentos Store
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Pergunte à comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Ranking universidades
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Os eBooks que salvam estudantes!
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Estruturas dos materiais, tipos de difusão, principais características.
Tipologia: Slides
2019
1 / 52
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Sólidos cristalinos e difusão e outras Slides em PDF para Metalurgia, somente na Docsity!
Sólidos Cristalinos e
Difusão
Universidade de São Paulo
Escola de Engenharia de Lorena
Departamento de Engenharia de Materiais
Introdução à Ciência dos Materiais
Prof. Dr. Cassius O.F.T. Ruchert, Professor Associado
Scopo
- Estrutura Atômica e Ligação Inter-atômica
- Estrutura dos Metais
- Imperfeições nos Sólidos
- Difusão
Propriedades dos
Materiais
Composição e Processo
de Fabricação
Microestrutura
E N G E N H A R I A
POLÍMEROS
ELASTÔMEROS VIDROS
CERÂMICOS
METAIS
COMPÓSITOS
FAMÍLIAS DE MATERIAIS DE ENGENHARIA
REPRESENTAÇÃO DA RESISTÊNCIA DAS VÁRIAS CATEGORIAS DE MATERIAIS
PROPRIEDADE METAIS^ CERÂMICAS^ POLÍMEROS
Densidade (g/cm^3 )
Condutividade Elétrica
Condutividade Térmica
Dutilidade (%)
Lim de Resist a Tração (MPa)
Lim de Resist. a Compr (MPa)
Tenacidade à Fratura (MNm- 3/2 (^) )
Temp Máxima de Trabalho oC
Resistência a Corrosão
Tipo de Ligação
Estrutura
2 a 20 Alta Alta 4 - 40 100 – 1500 100 – 1500 10 – 30 1000 B a M
Metálica
CCC, CFC, HC
1 a 14 Low Low < 100 – 400 1000 – 5000 1 – 10 1800 S
Iônica ou Cov. Crist. Compl.
1 a 2, Low Low 2 – 400
2 – 8 250 M
Covalente
Amorfa ou Semi
CLASSIFICAÇÃO DOS
MATERIAIS
- Metais
- Materiais metálicos são geralmente uma combinação de elementos metálicos.
- Os elétrons não estão ligados a nenhum átomo em particular e por isso são bons condutores de calor e eletricidade
- Não são transparentes à luz visível
- Têm aparência lustrosa quando polidos
- Geralmente são resistentes e deformáveis
- São muito utilizados para aplicações estruturais
Vantagens : resistência mecânica, rigidez, tenacidade à fratura, temperatura e ambiente de uso, formabilidade/ductilidade, condutividade térmica e elétrica, reciclagem; Desvantagens : processamento, corrosão, reatividade, densidade (propriedades específicas)
CLASSIFICAÇÃO DOS
MATERIAIS
- Polímeros (^) • Materiais poliméricos são geralmente compostos orgânicos baseados em carbono, hidrogênio e outros elementos não-metálicos.
- São constituídos de moléculas muito grandes (macro-moléculas)
- Tipicamente, esses materiais apresentam baixa densidade e podem ser extremamente flexíveis
- Materiais poliméricos incluem plásticos e borrachas
Vantagens : custo, processabilidade/fabricação, resistência à corrosão, densidade (propriedades específicas), isolantes térmicos e elétricos, ductilidade dos termo-plásticos, reciclagem; Desvantagens : resistência mecânica, rigidez, temperatura e meio de aplicação (UV e solventes), fragilidade dos termo-rígidos
CLASSIFICAÇÃO DOS
MATERIAIS
- Compósitos
- Materiais compósitos são constituídos de mais de um tipo de material insolúveis entre si.
- Os compósitos são “desenhados” para apresentarem a combinação das melhores características de cada material constituinte
- Muitos dos recentes desenvolvimento em materiais envolvem materiais compósitos
- Um exemplo classico é o compósito de matriz polimérica com fibra de vidro. O material compósito apresenta a resistência da fibra de vidro associado a flexibilidade do polímero
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
- Semicondutores
- Materiais semicondutores apresentam propriedades elétricas que são intermediárias entre metais e isolantes
- Além disso, as características elétricas são extremamente sensíveis à presença de pequenas quantidades de impurezas, cuja concentração pode ser controlada em pequenas regiões do material (para formar as junções p-n)
- Os semicondutores tornaram possível o advento do circuito integrado que revolucionou as indústrias de eletrônica e computadores
- Ex: Si, Ge, GaAs, InSb, GaN, CdTe..
InP
CLASSIFICAÇÃO DOS
MATERIAIS
- Biomateriais •^ Biomateriais são empregados em componentes para implantes de partes em seres humanos
- Esses materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com o tecido humano (isto é, não deve causar rejeição).
- Metais, cerâmicos, compósitos e polímeros podem ser usados como biomateriais.
REPRESENTAÇÃO DA RESISTÊNCIA DAS VÁRIAS CATEGORIAS DE MATERIAIS
ESTRUTURA DOS MATERIAIS
- A cristalinidade de uma estrutura não existe em gases ou
líquidos.
- Os metais, cerâmicas e os polímeros podem ou não
exibi-la.
- Os metais são normalmente cristalinos, mas se resfriados
em uma taxa muito alta eles podem ter uma estrutura
amorfa.
- Cerâmica pode ser amorfa SiO 2 (silica fundida) ou como
cristal (cristobalita)
- Polímeros consistem de uma cadeia molecular e pode
possuir diferentes graus de cristalinidade.
Uma célula unitária é definida como a menor porção do cristal que ainda conserva as propriedades originais do mesmo. Existem células unitárias de diversos tipos. Em meados do século passado, o cientista francês Bravais descreveu 14 células unitárias. as quais englobariam qualquer tipo de estrutura cristalina conhecida. Na figura 3.1 são apresentados as células unitárias de Bravais.
Uma avaliação mais aprofundada dos arranjos cristalinos de Bravais revela que as estruturas cúbica de corpo centrado (CCC), cúbica de face centrada (CFC) e hexagonal compacta (HC) são aquelas que permitem maior grau de empacotamento atômico.
Representação esquemática de uma célula unitária CFC: (a) posições atômicas; (b) arranjo atômico; (c) átomos dentro da célula unitária.
a) b) c)