Imperfeições em Sólidos
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IMPERFEIÇÕES EM SÓLIDOS, Trabalhos de Mecânica dos sólidos
IMPERFEIÇÕES EM SÓLIDOS - aula 6 - Geologia Aplicada - resumo - conteúdo
Tipologia: Trabalhos
2019
1 / 65
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Imperfeições em Sólidos
Profa. Dra. Daniela Becker
Por que estudar Imperfeições em Sólidos? ^ As propriedades de alguns materiais sãoinfluenciados pela presença de imperfeições ^ Exemplo:^
Propriedades mecânicas de metais purosexperimentam alterações significativas quandoátomos de impurezas são adicionados Materiais semicondutores funcionam devido aconcentrações controladas de impurezasespecíficas são incorporadas em regiõespequenas e localizadas
O que é um defeito?^
É uma imperfeição ou um "
erro
" no arranjo
periódico regular dos átomos em um cristal. Podem envolver uma irregularidade ^ na posição dos átomos ^ no tipo de átomosO tipo e o número de defeitos dependem domaterial, do meio ambiente, e dascircunstâncias sob as quais o cristal é
processado.
Imperfeições Estruturais^ ^ Apenas uma pequena fração dos sítiosatômicos são imperfeitos
Menos de 1 em 1 milhão
^ Menos sendo poucos eles influenciam muitonas propriedades dos materiais e nemsempre de forma negativa
Exemplos de efeitos da presença deimperfeições ^ O processo de dopagem em semicondutoresvisa criar imperfeições para mudar o tipo decondutividade em determinadas regiões domaterial ^ A deformação mecânica dos materiaispromove a formação de imperfeições quegeram um aumento na resistência mecânica(processo conhecido como encruamento)
Defeitos Pontuais – Lacunase Auto-intersticiais
Lacunas ou Vazios ^ O número de vazios aumenta exponencialmentecom a temperatura
Cd=Nv/N exp (-Qv/KT)
Cd =
concentração de vazios Nv=
número de vazios N=^
número total de sítios atômicos Qv=
energia requerida para formação de vacâncias K=^
constante de Boltzman = 1,38x
23 J/at.K
ou
8,62x
-5^ eV/ at.K
Lacunas ou Vazios ^ Gráfico de Arrhenius
Intersticiais^ ^ Envolve um
átomo extra no interstício
(do próprio
cristal) Produz uma distorção noreticulado, já que o átomogeralmente é maior que oespaço do interstício A formação de
um defeito
intersticial implica nacriação de um vazio
, por
isso este defeito
é menos
provável
que um vazio
Intersticiais
Átomo intersticial pequeno
Átomo intersticial grandeGera maior distorção na rede
Fonte:
Donald R. Askeland; Pradeep P. Phulé - The Science and Engineering of Materials, 4th ed. Defeitos pontuais: (a) lacuna, (b) átomo intersticial, (c) átomo substitucional pequeno,(d) átomo substitucional grande, (e) defeito de Frenkel, (f) defeito de Schottky. Todosestes defeitos perturbam o “perfeito”arranjo atômico dos átomos vizinhos.
Fatores que influenciam a difusão
Fatores que influenciam a difusão