Defeitos Cristalinos

Introdução à
Cristalografia e Defeitos
Cristalinos
COT – 741: Princípios de
Deformação Plástica
Sumário
 Redes
de Bravais;
 Índices de Miller;
 Defeitos cristalinos;
 Distorção elástica;
 Vetor de Burgers.
Redes de Bravais
Fonte: http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Lecture1/Bravais.gif
Índices de Miller
Definem planos e direções cristalinas;
 Os índices de um plano são definidos
como o conjunto dos menores números
inteiros do recíproco dos interceptos dos
planos com os eixos principais;
 Os índices de uma direção são a distância
percorrida
em
cada
eixo,
também
representada
como
o
conjunto
de
menores números inteiros que a compõe.

Índices de Miller
(100)
Fonte: http://www.chem.qmw.ac.uk/surfaces/scc/scat1_1b.htm
Índices de Miller
(110)
(111)
Fonte: http://www.chem.qmw.ac.uk/surfaces/scc/scat1_1b.htm
(210)
Índices de Miller
_ _
[1 2 2]
Fonte: http://www.resmat.com/Course/chapter1/Miller.html
Defeitos Cristalinos
 Interrupções
na periodicidade de
uma rede cristalina;
 São caracterizados quanto à sua
dimensão;
Sempre
há associado a um
defeito um campo de
tensões
de
distorção
elástica da rede cristalina.
Defeitos Cristalinos

Dimensão Zero (pontuais)
– Lacunas e átomos intersticiais (intrínsecos);
– Impurezas intersticiais ou substitucionais
(extrinsecos).
Fonte: W. D. Callister, Jr. “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução”. LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.
Defeitos Cristalinos

Dimensão Um (lineares)
– Discordância aresta;
– Discordância espiral;
– Discordância mista.
Tensão Cisalhante
Tensão Cisalhante
Tensão Cisalhante
Plano de
Deslizamento
Linha da
discordância
aresta
Fonte: W. D. Callister, Jr. “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução”. LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.
Degrau de
Deslizamento
Defeitos Cristalinos

Dimensão Dois (planares)
–
–
–
–
–

Contornos (de grão, de macla, entre fases);
Casca esférica de um poro;
Discordância prismática;
Falha de empilhamento;
Superfície livre do material.
Dimensão Três (volumétricos)
–
–
–
–
Poros internos;
Inclusões;
Precipitados;
Impurezas.
Distorção Elástica
Energia
0
Distância interatômica
Distorção Elástica
Pode ser isotrópica ou anisotrópica;
 Traciona ou comprime a rede cristalina;
 Há interação entre campos de distorção
elástica;
 Pode ser de longo alcance ou curto
alcance;
 Pode exceder o limite de escoamento
local;
 Aumenta a energia interna do material.

Distorção Elástica

Lacuna
– Isotrópica;
– Trativa;
– Curto alcance.

Átomo intersticial
– Isótrópica
ou
anisotrópica;
– Compressiva;
– Curto alcance (N, O e H
podem causar distorção
de
longo
alcance,
anisotrópica).

Átomo substitucional
–
–
–
–
Isotrópica;
Trativa (pequeno);
Compressiva (grande);
Curto alcance.
Distorção Elástica

Discordância
aresta positiva
– Anisotrópica;
– Compressiva acima
da linha da
discordância;
– Trativa abaixo da
linha da
discordância;
– Curto alcance.
Fonte: W. D. Callister, Jr. “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução”. LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.
Distorção Elástica

Contornos
– Resultado da soma dos defeitos que os compõe;
– Curto alcance.

Precipitados
– Coerentes pequenos, distorção de curto alcance trativa;
– Coerentes grandes, distorção de médio alcance
compressiva;
– De coerentes para semi-coerentes, distorção
compressiva máxima de longo alcance;
– Incoerentes, distorção de curto alcance.
Vetor de Burgers
Fonte: http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/def_en/kap_5/backbone/r5_1_1.html
Vetor de Burgers
Fonte: http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/def_en/kap_5/backbone/r5_1_1.html