Estrutura cristalina dos metais

Os materiais se dividem em amorfos e cristalinos:Material cristalino (a): ordem a longa distnciaMaterial amorfo (b): ordem a curta distncia

So sete sistemas cristalinos

Definies importantesClula unitria: Pequeno (o menor) grupo de tomos que formam um padro repetitivo representativo da estrutura cristalina.Nmero de coordenao: nmero de vizinhos mais prximos, que esto em contato, realizando ligaes qumicas entre eles.Fator de empacotamento atmico: o volume dos tomos dividido pelo volume da clula unitria

Nmero de tomos por clula unitria: Sistema cbico- tomo no vrtice da clula unitria cbica:compartilhado por sete clulas unitrias em contatosomente 1/8 de cada vrtice pertence a uma clula particular.

- tomo centrado na face: compartilhado por duas clulas unitrias

Estrutura cbica simplesNmero de coordenao = 6Fator de empacotamento=0,52No h exemplos de metais puros, fator de empacotamento muito baixo

Nmero de coordenao = 6

CBICO SIMPLESNC = 6Nmero de coordenao

Representao esquemtica da estrutura cbica de faces centradas (c.f.c.)

Nmero de coordenao

Relao entre raio atmico e parmetro de rede para o sistema C.F.C.Contato entre os tomos ocorre atravs da diagonal da face da clula unitriadface2 = ao2 + ao2(4r)2 = 2ao2ao = 4r21/2

Clculo do fator de empacotamento para uma estrutura C.F.C.Quatro tomos por clula unitriaNmero de coordenao= 12Fator de empacotamento=0,74(os tomos se tocam na diagonal da face)Sistema chamado de empacotamento fechadoEx. Fe (acima de 912 C) Al,Cu,Pb,Ni, Ag,Au,Pd,Pt,etc...

Representao esquemtica da estrutura cbica de corpo centrado (c.c.c.)

Nmero de coordenaoCBICO DE CORPO CENTRADONC = 8

Relao entre raio atmico e parmetro de rede para o sistema C.C.C.

dcubo2 = ao2 + dface2(4r)2 = 3ao2ao = 4r31/2Contato entre os tomos ocorre atravs da diagonal do cubo da clula unitria

Caractersticas do sistema cbico de corpo centradoDois tomos por clula unitriaNmero de coordenao = 8Fator de empacotamento = 0,68 (os tomos se tocamna diagonal principal do cubo)Ex: Fe (at 912 C), Li, Na, Cr, Mo, W, V, Ta, Nb etc...

Representao esquemtica da estrutura hexagonal compacta (hc)

Representao esquemtica da estrutura hexagonal compacta (hc)Cada tomo do vrtice da base est dividido em 6 clulas unitrias.Cada tomo no centro das bases est dividido em duas clulas unitrias.Os 3 do centro esto integralmente dentro da clula.

Caractersticas do sistema hexagonal compactoSeis tomos por clula unitriaNmero de coordenao= 12Fator de empacotamento=0,74Sistema chamado de empacotamento fechadoEx.: Zn, Mg, Ti, Co, Cd, Be, Zr, etc...

Representao esquemtica da estrutura hexagonal compacta (hc)

HEXAGONAL COMPACTONC = 12

Alotropia ou PolimorfismoQuando um metal apresenta mais de um sistema cristalino em funo da temperatura e/ou presso. 40% dos tomos apresentam alotropia

Alotropia ou Polimorfismo.Exemplo do ferro: C.C.C. at 912C com parmetro de rede de 2,88 (2 tomos dentro da clula)C.F.C. de 912C at 1390C com parmetro de rede 3,64 (4 tomos em cada clula unitria, logo parmetro de rede maior)C.C.C. de 1390 at 1536C com parmetro de rede de 2,93 (2 tomos dentro da clula, maior temperatura maior parmetro de rede) .

Monocristal de fluorita que cristalizou sem restries mostrando a forma da clula unitria externamente