Disciplina : Ciência dos Materiais
LOM 3013 – 2015M1
9 – Imperfeições nas cerâmicas –
Difusão em materiais iônicos
Prof. Carlos Angelo Nunes
Defeitos pontuais atômicos
• Tanto lacunas quanto intersticiais podem ocorrer, podendo haver defeitos
para cada espécie de íon (cátion; ânion)
• A condição de eletroneutralidade deve ser mantida: número iguais de
cargas positivas e negativas dos íons. Como consequência, os defeitos
não ocorrem isolados.
Defeito de Frenkel
• Par : lacuna catiônica + cátion intersticial
Defeito de Schottky
• Par : uma lacuna catiônica + uma lacuna aniônica (composto AX)
Figure 1: HAADF-image of the LAO/STO-interface (from Ref. [4]) and a
schematic illustration of possible defects in the STO lattice close to the interface:
Oxygen vacancies (VO••); interdiffused La-dopants (LaSr•); Sr-vacancies (VSr′′); Tivacancies (VTi′′′′).
• Compostos iônicos estequiométricos: existe a razão exata entre cátions
e ânions prevista pela fórmula química. Ex. NaCl
• Isto é diferente para alguns materiais cerâmicos nos quais há dois
estados de valência (ou iônicos) para um dos tipos de íons. O óxido de
ferro (wustita, FeO) é um desses materiais, pois o ferro pode estar
presente como Fe+2 e Fe+3 . As quantidades de cada um tipo desses
íons depende da T e P. Fórmula química: Fe1-xO.
• As quantidades em equilíbrio tanto dos defeitos Frenkel quanto dos
defeitos de Schottky aumentam com a temperatura de maneira
semelhante ao número de lacunas nos metais
N fr  N exp(
Q fr
2kT
)
N- número total de sítios da rede.
Qfr - representa a energia necessária para formação de cada defeito de Frenkel.
O fator 2 está presente no denominador porque dois defeitos (um cátion ausente e
um cátions intersticial estão associados a cada defeito de Frenkel).
• Para defeitos de Schottky em compostos do tipo AX:
QS
N S  N exp( 
)
2kT
N- número total de sítios da rede.
Qfr - representa a energia necessária para formação de cada defeito de Schottky.
Inverse pole figure maps for the alpha-Al2O3 (upper) and TiCxN1-x (middle) and
WC/Co substrate (bottom).
Fig. 1 SEM image of a typical surface morphology of the UO2.1 specimen.
Transmission electron microscopy
analysis of mechanical polishingrelated damage in silicon carbide
wafers
Fig. 2. Two Y-shape dislocation
networks in an hexagonal barium
titanate grain where two extended
planar faults are invisible
under g = 2110. (bright field
image-TEM)