Data: 17/05/2017
Nota:
Valor:
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Lista de exercício 4 – Difusão (aula 5)
1- Exemplifique um caso prático de onde ocorre a interdifusão. Comente a respeito da
importância deste processo para alguns tratamentos termoquímicos.
2- Comente sucintamente a respeito dos mecanismos de difusão. Qual deles é mais provável
que ocorra a temperatura ambiente.
3- Defina regime não estacionário para um processo de difusão. Qual sua principal
consequência no gradiente de concentração do material.
4- A difusividade do cobre em uma liga de bronze comercial é de 10-20 m²/s a 400°C. A
energia de ativação para a difusão do cobre nesse sistema é de 195 KJ/mol. Calcule a
difusividade a 600°C.
5- Calcule D do magnésico no alumínio a 400°C e do cobre no alumínio a 600°C.
6- A contribuição da difusão nos contornos de grão às vezes pode ser vista a partir das
medições de difusividade deitas em amostras policristalinas de tamanho de grão cada vez
maiores. Como exemplo, desenho os dados a seguir (como ln D versus ln(tamanho de
grão)) para o coeficiente de difusão Ni2+ no NiO a 480°C, medidos como uma função do
tamanho de grão da amostra.
7- Calcule a quantidade, em kg, de hidrogênio que passa a cada hora através de uma lâmina
de paládio com 6mm de espessura, que possui uma área de 0,25m² e está a 600°C.
Considere um coeficiente de difusão de 1,7x10-8 m²/s, concentrações de hidrogênio nos
lados à alta e à baixa pressão de 2,0 e 0,4 kg de hidrogênio por metro cúbico de paládio,
respectivamente, e que as condições de regime estacionário foram atingidas.
8- O nitrogênio de uma fase gasosa deve difundir-se para o interior de um ferro puro a 675°C.
Se a concentração superficial for mantida em 0,2%p N, qual será a concentração a 2mm
da superfície após 25 horas? O coeficiente de difusão para o nitrogênio do ferro, a essa
temperatura, é de 1,9X10-11m²/s.
9- Para uma liga de aço, foi determinado que um tratamento térmico de carbonetação com
duração de 15 horas irá elevar a concentração de carbono para 0,35%p em um ponto a 2,0
mm da superfície. Estime o tempo necessário para atingir a mesma concentração em uma
posição a 6,0 mm da superfície para um aço idêntico e à mesma temperatura de
carbonetação.
