Imperfeições nos sólidos; Defeitos Pontuais, Discordâncias, Defeitos Planos, Defeitos Lineares, Defeitos de Volume, Contornos de grão.

1. ENGENHARIA E CIÊNCIA
DOS MATERIAIS
Prof. Eng. Everton Tarouco

2. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
Os defeitos cristalinos são imperfeições que
ocorrem no arranjo periódico regular dos
átomos/íons em um cristal.
Podem envolver irregularidades de “posição” ou de
“tipos” de átomos/íons.
O tipo e o número de defeitos dependem:
1. Do material
2. Da “história” de processamento do material
3. Do meio ambiente

3. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
Todo cristal apresenta defeitos. A quantidade e o
tipo de imperfeições então depende da forma que
o cristal foi formado.
Os defeitos modificam o comportamento, ou seja, as
propriedades do material (mecânica, elétrica,
química, ótica, ...).
Portanto, através da introdução de defeitos,
controlando o número e o arranjo destes, é
possível desenvolver novos materiais com as
características desejadas.

4. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
Alguns exemplos de características (propriedades)
dos materiais introduzidas por estas imperfeições
1. Dopagem em semicondutores: as imperfeições
são criadas para alterar o tipo de condutividade
em determinadas regiões do material.
2. Aumento da resistência por encruamento:
aumento da dureza devido à deformação plástica,
em outras palavras, é quando a deformação
mecânica dos materiais promove a formação de
imperfeições que geram um aumento de
resistência mecânica.

5. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
Todos os cristais reais apresentam inúmeros
defeitos (imperfeições na sua estrutura) e são
classificados por sua dimensionalidade.
Temos assim 4 classificações:

6. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
1. Defeitos pontuais (dimensão “zero”): associados
com uma ou duas posições atômicas.
São defeitos pontuais:
-Vacâncias (lacunas)
-Impurezas intersticiais
-Impurezas substitucionais

7. DEFEITOS PONTUAIS

8. DEFEITOS PONTUAIS

9. DEFEITOS PONTUAIS

10. DEFEITOS PONTUAIS

11. DEFEITOS PONTUAIS

12. DEFEITOS PONTUAIS

13. DEFEITOS PONTUAIS

14. DEFEITOS PONTUAIS

15. DEFEITOS PONTUAIS

16. DEFEITOS PONTUAIS

17. DEFEITOS PONTUAIS

18. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
2. Defeitos lineares (dimensão “um”): são
discordâncias (deslocamentos unidimensionais)
associadas com a cristalização e a deformação,
sendo de origem térmica, mecânica e
supersaturação de defeitos pontuais. Esse defeito
é responsável pela deformação, falha e ruptura
dos materiais.
São defeitos lineares (em linha):
-Discordância em cunha ou de aresta
-Discordância em hélice ou espiral

19. DEFEITOS LINEARES

20. DEFEITOS LINEARES

21. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
3. Defeitos planares (dimensão “dois”): defeitos que
se apresentam em duas dimensões, que se
estendem ao longo da estrutura, gerando
imperfeições de superfície.
São defeitos planares (de superfície):
-Superfícies livres
-Falhas de empilhamento
-Contornos de grão
-Maclas ou twins

22. DEFEITOS PLANARES

23. DEFEITOS PLANARES

24. DEFEITOS PLANARES

25. DEFEITOS PLANARES

26. IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
NOS SÓLIDOS
4. Defeitos volumétricos (dimensão “três”): defeitos
que se apresentam no volume do sólido.
São defeitos volumétricos (no sólido):
-Vazios
-Fraturas
-Inclusões
-Outras fases

27. DEFEITOS VOLUMÉTRICOS