Faculdade Campo Real Professor: Pedro Ribeiro Cebulski.
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Faculdade Campo RealProfessor: Pedro Ribeiro Cebulski
Imperfeições EstruturaisUma célula unitária pode mostrar a estrutura
completa do cristal;
Um mero pode mostrar a estrutura completa do polímero;
Porém uma pequena fração da estrutura, normalmente inferior a 1% não é perfeita.
Lacuna (Vacância ou Vazios)Falta de um átomo no estrutura cristalina ou
a presença de uma impureza;Facilita a difusão atômica;
Linear (Discordâcias)Discordância em Cunha, uma linha de atomos
fora de seu posicionamento ideal;Escorregamento de um plano cristalino;
Fronteiras (Superfícies)Mais fácil de visualizar nas extremidades;Cristais individuais são chamados de grãos;
Difusão AtômicaMovimentação dos átomos na estrutura;
Os átomos de um cristal só ficam estáticos no Zero absoluto (-273°C);
Conforme a temperatura se eleva, as vibrações térmicas facilitam a difusão atômica;
Podem ocorrer em cristais sem defeito pontuais.
Difusão AtômicaGases:
Muito rápida; Exemplo Perfume (Interdifusão).
Líquidos: Movimento dos átomos nos líquidos. Rápidas, mas menos rápidas que as gasosas;
Sólidos; Muito Lentas e necessita de alta energia.
AutodifusãoTroca de localização de átomos em um
mesmo material;
Normalmente não é observada em material puro e monofásicos pois os átomos são todos idênticos;
Quanto maior ponto de fusão, maior a força necessária para movimentação atômica.
InterdifusãoTroca de localização de átomos em materiais
diferentes.Exemplo tratamento térmico superficial em
materiais (Ex: Cementação);Ligas metálicas.
Difusão AtômicaFatores que favorecem o fluxo de átomos:
Baixo Empacotamento atômico;Baixa densidade ou massa específica;Raio atômico pequeno;Ligações fracas (Van der Waals);Baixo ponto de fusão;Presença de imperfeições cristalinas.
Difusão AtômicaFatores que dificultam o fluxo de átomos:
Alto Empacotamento atômico;Alta densidade ou massa específica;Raio atômico grande;Ligações fortes (iônicas e covalentes);Alto ponto de fusão;Alta qualidade cristalina.
Difusão AtômicaEnergia de Ativação;
Energia requerida para superar as “barreiras de energia”.
Átomos pequenos tem a energia de ativação menor do que os átomos grande.
Elevadas energias para átomos de alto ponto de fusão.
Difusão em anel: 3 átomos; 4átomos.
Coeficiente de DifusãoLeis de Fick;Para estado estacionário; :
1° LEI - O fluxo de átomos por unidade de área na unidade de tempo, é proporcional ao gradiente de concentração. J = - D dC/dx J - Fluxo de Átomos por unidade de Área
(átomos/cm².s); D - Coeficiente de difusão (cm²/s); dC/dx – Gradiente de concentração;
Coeficiente de DifusãoLeis de Fick;Para estado não estacionário;
2° LEI - A velocidade diminui com a diminuição do gradiente de concentração. dC/dt = D (d².C/dx²) dC/dt – Variação da concentração no tempo; D - Coeficiente de difusão (cm²/s);
Exemplo de Difusão
BibliografiaVAN VLACK, Lawrence – Princípio da
Ciência dos Materiais;
CALLISTER, Willian – Introdução a Engenharia e
Ciência dos Materiais;
www.cienciadosmateriais.org/
www.mspc.eng.br