Defeitos, Soluções Sólidas e Transformações de Fase

ANISOTROPIA As propriedades físicas de monocristais de algumas substâncias dependem da direção cristalográfica na qual as medições sejam feitas. Por exemplo, o módulo elástico, a condutividade elétrica, e o índice de refração podem ter valores diferentes nas direções [100] e [111]. Esta direcionalidade das propriedades é denominada anisotropia e está associada com a variância do espaçamento atômico ou iôNicó com a direção cristalográfica. Substâncias nas quais as propriedades medidas são independentes da direção de medição são isotrópicas. A extensão e magnitude dos efeitos anisotrópicos em materiais cristalinos são funções da simetria da estrutura cristalina; o grau de anisotropia aumenta com o decréscimo da simetria estrutural - estruturas triclínicas normalmente são altamente anisotrópicas. Os valores do módulo de elasticidade nas orientações [100], [110] e [111] pára vários materiais estão apresentados na Tabela3.3.  VACÂNCIAS E AUTO-INTERSTICIAIS O mais simples dos defeitos de pontos é uma vacância ou sítio vazio da rede, isto é, está faltando um átomo (Figura 4.1) no sítio normalmente ocupado. Vacâncias são formadas durante a solidificação e também como um resultado de vibrações atômicas, que causam o deslocamento de átomos a partir de seus sítios normais na rede.  Soluções Sólidas Uma solução sólida se forma quando, como átomos solutos são adicionados ao material hospedeiro, a estrutura cristalina é mantida, e nenhuma estrutura nova é formada. Talvez seja útil traçar uma analogia com uma solução líquida. Se dois líquidos, solúveis entre si (tal como águá e álcool) são combinados, uma solução líquida é produzida à medida em que as moléculas se intermisturam, e sua composição é homogêNeá em toda a sua extensão. Uma solução sólida é também composicionalmente homogêNeá; os átomos impurezas são randomicamente e uniformemente dispersos dentrodo sólido  Defeitos de ponto de impurezas são encontrados em soluções sólidas, que são de 2 tipos: substitucionais e intersticiais.. Pára soluções sólidas substitucionais, os átomos de soluto ou de impureza substituem os átomos hospedeiros (Figura 4.2). Existem várias carácterísticas dos átomos do soluto e do solvente que determinam o grau até onde o primeiro se dissolve no segundo. Uma é o fator de tamanho atômico;o outro é a eletronegatividade   A base pára porcentagem em peso é o peso de um particular elemento em relação ao peso total da liga. Pára uma liga que contenha apenas hipotéticos átomos A e B, a concentração de A em porcentagem em peso, Cá, é definida como Cá = [ mA/ (mA + mB)] x 100 onde mA e mB representam o peso (ou massa) de elementos A e B, respectivamente. A concentração de B seria calculada de maneira análoga.   Uma discordância é um defeito linear ou unidimensional ao redor de alguns átomos desalinhados. Difusão Intersticial
O segundo tipo de difusão envolve átomos que se migram de uma posição intersticial pára uma
outra vizinha que esteja vazia. Este mecanismo é encontrado pára interdifusão de impurezas Taís
como hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio, que têm átomos que são pequenos suficientes pára se ajustar às posições intersticiais. SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO Discordâncias não se movem com o mesmo grau de facilidade em todos os planos cristalográficos de átomos e em todas as direções cristalográficas. Ordinariamente existe um plano preferido e naquele plano existem direções específicas ao longo das quais o movimento de discordâncias ocorrem. Este plano é chamado o plano de escorregamento; segue-se que a direção de movimento é chamada a direção de escorregamento. Esta combinação de plano de escorregamento e direção de escorregamento é denominada o sistema de escorregamento  FOTALECIMENTO POR REDUÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO O tamanho dos grãos, ou diâmetro médio de grão, num metal policristalino influencia as propriedades mecânicas. Grãos adjacentes normalmente têm diferentes orientações cristalográficas e, naturalmente, um contorno de grão comum, O contorno de grão agé como uma barreira ao movimento da discordância por 2 razões: (1) De vez que 2 grãos são de diferentes orientações, uma discordância passando através do grão B terá que mudar sua direção de movimento; isto se torna mais difícil quando a desorientação cristalográfica aumenta. (2) A desordem atômica dentro de uma região de contorno de grão resulta numa descontinuidade de planos de escorregamento a partir de um grão pára o outro.  ENDURECIMENTO POR SOLUCÃO SÓLIDA formação de liga com átomos impurezas que entram em soluções sólidas quer substitucionais quer intersticiais Aumentando da concentração da
impureza resulta num acompanhante aumento no limite de resistência à tração, e dureza Recristalização é a formação de um novo conjunto de grãos
equiaxiais e livres de deformação que têm baixas densidades de discordâncias e são carácterísticos
da condição anterior ao trabalho a frio.LIMITE DE SOLUBILIDADE Pára muitos sistemas de ligas e alguma temperatura específica, existe uma máxima concentração de átomos soluto que podem se dissolver no solvente pára formar uma solução sólida A adição de soluto em excesso a este limite de solubilidade resulta na formação de uma outra solução sólida ou um composto que tenha composiçã distintamente diferente
WL = (Cá - Co) / (Cá - CL)  cá=composição alfá Co= composição inicial  reação peritética