UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DEFEITOS EM CRISTAIS
CAP. 04 – parte II
CMA – CIÊNCIA DOS MATERIAIS
2º Semestre de 2014
Prof. Júlio César Giubilei Milan
SOLUÇÃO SÓLIDA INTERSTICIAL
Defeitos na rede do ferro
Berns
DEFEITOS INTERFACIAIS
São contornos que possuem 2 dimensões e
normalmente separam regiões que possuem diferentes
estruturas cristalinas e/ou orientações cristalográficas.
• Superfícies externas;
• Contornos de grão;
• Contornos de macla;
• Falha de empilhamento
• Contorno de fases.
DEFEITOS INTERFACIAIS
Superfícies externas
• Superfícies entre o cristal e o meio que o circunda.
• Átomos não estão ligados a todos vizinhos mais
próximos.
• Estado de maior energia em relação ao interior do
cristal.
• Energia de superfície.
• Materiais tendem a minimizar esta energia (menor
área superficial).
• Energia superficial expressa em erg/cm2 ou J/m2.
DEFEITOS INTERFACIAIS
Superfícies externas
• Materiais tendem a minimizar esta energia (menor
área superficial).
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão
• Separa dois pequenos grãos ou cristais.
• Possui largura de poucos átomos.
• Possíveis vários graus de desalinhamento entre
grãos adjacentes.
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão
Diagrama esquemático mostrando contornos de grãos de baixo e alto ângulo e posições de
átomos adjacentes.
Callister
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão de baixo
ângulo pode ser descrito
como um arranjo de
discordâncias
Desalinhamento dos grãos:
• < 5º → contorno de pequeno ângulo
• > 15 º → contorno de alto ângulo
Demonstração de como um contorno inclinado que possui
um ângulo de desorientação  resulta de um alinhamento de
discordâncias em cunha.
Callister
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão
• Existe uma energia interfacial ou de contorno de
grão → depende do grau de desorientação;
• Átomos
de
impureza
se
preferencialmente nos contornos;
agregam
• Os grãos crescem quando se encontram
temperaturas elevadas a fim de reduzir a energia
de contorno total.
• Há um empacotamento atômico menos eficiente.
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de grão - lingote de alumínio
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de macla
• Tipo de defeito cristalino que pode ocorrer
durante a solidificação, deformação plástica,
recristalização ou crescimento de grão.
• Tipo especial de contorno de grão;
• Simetria específica em espelho da rede cristalina.
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de macla
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de macla
DEFEITOS INTERFACIAIS
Contorno de macla
Maclas resultam de deslocamento atômico que são
produzidos a partir de forças mecânicas de
cisalhamento e durante tratamentos térmicos de
recozimento realizados após deformação.
• Maclas de recozimento → CFC
• Maclas de deformação → CCC e HC
DEFEITOS INTERFACIAIS
Macla
DEFEITOS INTERFACIAIS
Defeitos interfaciais diversos
• Falha de empilhamento (ocorrem em metais CFC).
Erro na sequencia de empilhamento dos planos
supercompactos da família {111}
Empilhamento em condições normais
ABC ABC ABC
ABC ABAB CABC
Falha de empilhamento
(CRISTAL PERFEITO)
DEFEITOS INTERFACIAIS
Defeitos interfaciais diversos
• Falha de empilhamento
DEFEITOS INTERFACIAIS
Defeitos interfaciais diversos
• Contorno de fase
Múltiplas fases – ocorrem mudanças repentinas nas
características físicas ou químicas
• Parede de domínio ferromagnético
Para materiais ferromagnéticos o contorno que separa
as regiões que possuem diferentes direções de
magnetização
Energia associada a cada um dos defeitos
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA
Defeitos volumétricos ou de massa
• Maiores;
• Normalmente introduzidos no processo de
fabricação e podem causar grandes influências nas
propriedades dos materiais.
 Poros
 Trincas
 Inclusões
 Outras fases
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA
Inclusões – impurezas estranhas
Precipitados – aglomerados de partículas cuja
composição difere da matriz
Fases – forma-se devido à presença de impurezas ou
elementos de liga (ocorre quando o limite de
solubilidade é ultrapassado)
Poros – origina-se devido a presença ou formação de
gases
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA
DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA