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LISTA DE EXERCICIOS – DIFUSÃO E DEFEITOS CRISTALINOS 1) Explique como os defeitos cristalinos contribuem para a difusão? Os vazios (defeito cristalino) existem em todos os materiais, sendo considerado intrínseco ao material e exercem papel importante na difusão atômica e nas transformações de fases, uma vez que a maioria das propriedades dos materiais é influenciada pela presença de imperfeições. 2) Explique porque a difusão de intersticiais é mais rápida que a difusão de vacâncias? A difusão dos intersticiais ocorre mais rapidamente que a difusão de vacâncias, pois os átomos intersticiais são menores e então tem maior mobilidade. 3) A difusão é mais rápida no contorno de grão ou na superfície? Por quê? No contorno de grão, porque são regiões “ricas” em vazios (lacunas ou interstícios) e isto facilita o deslocamento dos átomos que se difundem. Do ponto de vista energético, a energia de ativação necessária para a difusão no contorno de grão é menor. 4) Quais são as principais forças motrizes para que ocorra a difusão? Deve ter sítios vazios; o átomo deve ter energia suficiente para quebrar às ligações atômicas que une os seus átomos vizinhos e então causar alguma distorção na rede cristalina durante o deslocamento; temperatura. 5) Cite 3 exemplos práticos de processos que são baseados no fenômeno de Difusão. Dopagem em materiais semicondutores para controlar a condutividade; Cementação e Nitretação dos aços para endurecimento superficial; Sinterização. 6) Quais são os principais parâmetros que governam a difusão? Temperatura, concentração e tempo. 7) Que é e de que depende o coeficiente de difusão? O coeficiente de difusão é um indicativo da velocidade segundo o qual os átomos se difundem. As espécies difusíveis, bem como o material hospedeiro, influenciam o coeficiente de difusão. Depende da natureza dos átomos, do tipo de estrutura cristalina e da temperatura. 8) Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que favorecem a difusão? Baixo empacotamento atômico; Baixo ponto de fusão; Ligações fracas (Van der Walls); Baixa densidade; Raio atômico pequeno; Presença de imperfeições 9) Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que dificultam a difusão? Alto empacotamento atômico; Alto ponto de fusão; Ligações fortes (iônica e covalente); Alta densidade; Raio atômico grande; Alta qualidade cristalina 10) Como são classificadas as imperfeições estruturais? DEFEITOS PONTUAIS - associados com uma posição atômica. DEFEITOS LINEARES – unidimensionais. DEFEITOS INTERFACIAIS ou CONTORNOS - que são bidimensionais. DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA, - que são tridimensionais. 11) Dê exemplos de imperfeições ou defeitos estruturais para cada uma das classificações. DEFEITOS PONTUAIS - Para defeitos pontuais, existe o defeito pontual de lacuna, defeitos auto-intersticiais e o defeito de impureza em sólidos que são divididos em dois tipos, os defeitos substitucionais e os intersticial. DEFEITOS LINEARES – Nos sólidos cristalinos, os defeitos lineares ou discordâncias são defeitos que originam uma distorção da rede centrada em torno de uma linha. As discordâncias são originadas durante a solidificação dos sólidos cristalinos. As discordâncias podem ser classificadas em três tipos de aresta, espiral e mista. DEFEITOS INTERFACIAIS ou CONTORNOS - são contornos que possuem duas dimensões e que geralmente separam as regiões dos materiais que possuem diferentes estruturas cristalinas e diferentes orientações cristalográficas esse de defeito é classificado em superfícies externas, contornos de grão, os contornos de macla são subdivididos em maclas de deformação e maclas de recozimento e por fim os contornos de fases. DEFEITOS VOLUMÉTRICOS OU DE MASSA - Por fim os defeitos volumétricos ou de massa são os de poros, trincas, inclusões e outras fases. São normalmente introduzidos durante as etapas de processamento e fabricação. 12) Explique que é uma Discordância. Discordâncias são defeitos lineares ou unidimensionais em torno do qual algum dos átomos está desalinhado. 13) Como são classificadas as discordâncias e quais são as principais causas da sua formação. As discordâncias são originadas durante a solidificação dos sólidos cristalinos. As discordâncias podem ser classificadas em três tipos de aresta, espiral e mista.