Ciência dos Materiais 
Lorena Santos Bertranda
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Conceitos Fundamentais 
Estrutura cristalina: Determinam muitas das propriedades dos sólidos cristalinos. Existem um gr...
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Conceitos Fundamentais 
Sólido cristalino: compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em...
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Conceitos Fundamentais 
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Figura 2: Célula unitária.
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Sistemas Cristalinos 
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Figura 3: Sistemas cristalinos existentes.
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Estrutura Cristalina 
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Cúbica de corpo centrado (CCC) 
Cúbica de face centrada (CFC) 
Hexagonal Compacta 
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Número de coordenação em uma célula CFC 
24/08/2013 
Relaciona o comprimento da aresta com o raio atômico. Com este dad...
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Parâmetro de rede para uma célula CFC 
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Relaciona o comprimento da aresta com o raio atômico. Com este dado ...
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Número de átomos por célula para uma célula CFC 
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Átomos compartilhados entre as células: 
• 1/8 dos átomos ...
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Fator de empacotamento atômico 
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Cálculo do volume das esferas e da célula unitária CFC:
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Célula CCC 
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Célula HC 
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Quadro resumo 
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Estrutura cristalina 
Átomos por célula 
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Fator de empacotamento 
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Densidade 
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Densidade verdadeira (ρ): de um sólido metálico através do conhecimento da sua estrutura crista...
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Polimorfismo 
24/08/2013 
Alguns metais e não metais podem ter mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperat...
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Polimorfismo 
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Alotropia 
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É a propriedade que alguns elementos quimicos podem dar origem a substâncias simples diferentes...
Obrigada! 
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Ciência e Tecnologia dos Materiais - 5 Estrutura cristalina

  1. 1. Ciência dos Materiais Lorena Santos Bertranda
  2. 2. 2 Conceitos Fundamentais Estrutura cristalina: Determinam muitas das propriedades dos sólidos cristalinos. Existem um grande número de estruturas cristalinas diferentes. Estas estruturas variam desde simples (metais) a estruturas muito complexas, como o caso dos materiais cerâmicos e poliméricos; Retículo: Uma matriz tridimensional de pontos que coincidem com as posições dos átomos; Célula unitária: é o menor agrupamento de átomos representativo de uma determinada estrutura cristalina específica; 24/08/2013
  3. 3. 3 Conceitos Fundamentais Sólido cristalino: compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões. As posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas (de longo alcance), de modo que quando ocorre a solidificação os átomos se posicionarão em um padrão tridimensional. Sólido amorfo: Não possuem arranjo atômico regular e sistemático ao longo de distâncias atômicas relativamente grandes, mas apresentar uma ordenação de curto alcance. 24/08/2013 Figura 1: Diferença entre um arranjo ordenado (cristalino) e um não-cristalino.
  4. 4. 4 Conceitos Fundamentais 24/08/2013 Figura 2: Célula unitária.
  5. 5. 5 Sistemas Cristalinos 24/08/2013 Figura 3: Sistemas cristalinos existentes.
  6. 6. 6 Estrutura Cristalina 24/08/2013 Cúbica de corpo centrado (CCC) Cúbica de face centrada (CFC) Hexagonal Compacta Figura 4: Principais estruturas dos sólidos cristalinos. Determina muitas das propriedades dos sólidos cristalinos. Existem um grande número de estruturas cristalinas diferentes. Estas estruturas variam desde simples (metais) a estruturas muito complexas, como o caso dos materiais cerâmicos e poliméricos.
  7. 7. 7 Número de coordenação em uma célula CFC 24/08/2013 Relaciona o comprimento da aresta com o raio atômico. Com este dado é possível calcular o volume da célula.
  8. 8. 8 Parâmetro de rede para uma célula CFC 24/08/2013 Relaciona o comprimento da aresta com o raio atômico. Com este dado é possível calcular o volume da célula. Figura 5: Célula CFC.
  9. 9. 9 Número de átomos por célula para uma célula CFC 24/08/2013 Átomos compartilhados entre as células: • 1/8 dos átomos em cada canto; • 1/2 dos átomos no centro de cada face. Em cada célula unitária temos (1/8 * 8) + (1/2 * 6) = 4 átomos . Figura 6: Célula CFC.
  10. 10. 10 Fator de empacotamento atômico 24/08/2013 Cálculo do volume das esferas e da célula unitária CFC:
  11. 11. 11 Célula CCC 24/08/2013
  12. 12. 12 Célula HC 24/08/2013
  13. 13. 13 Quadro resumo 24/08/2013 Estrutura cristalina Átomos por célula Parâmetro de rede Fator de empacotamento CCC 2 4R/(3)1/2 0,68 CFC 4 4R/(2)1/2 0,74 HC 4 Razão c/a= 1,633 0,74
  14. 14. 14 Densidade 24/08/2013 Densidade verdadeira (ρ): de um sólido metálico através do conhecimento da sua estrutura cristalina é obtido pela relação: n = Número de átomos associados a cada célula unitária; A = Peso atômico; VC = Volume da célula unitária; NA = Número de Avogadro (6,023x10^23 átomos/mol).
  15. 15. 15 Polimorfismo 24/08/2013 Alguns metais e não metais podem ter mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperatura e pressão. Geralmente as transformações polimórficas são acompanhadas de mudança na densidade e mudanças de outras propriedades físicas. Exemplo: Polimorfismo do ferro.
  16. 16. 16 Polimorfismo 24/08/2013
  17. 17. 17 Alotropia 24/08/2013 É a propriedade que alguns elementos quimicos podem dar origem a substâncias simples diferentes. Qumicamente são formados por apenas um elemento quimico, mas com propriedades fisico-quimicas completamente diferentes. Exemplo: Carbono: Grafite, Diamante e Fulereno (artificial)
  18. 18. Obrigada! 24/08/2013 18

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