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)