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Estrutura da Mat ria

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Presentation Transcript

    1. Estrutura da Matria

    2. Histria

    3. Ementa e Objetivos

    4. Plano de Aulas

    6. Estrutura dos Materiais Tipos de Materiais Ligaes Qumicas Redes Cristalinas

    7. Cincia dos Materiais

    8. Relao Estrutura x Propriedades As propriedades cotidianas dos materiais dependem da estrutura em escala atmica - nanoestrutura da microestrutura (estrutura em escala intermediria)

    9. Classificao de Materiais Metais Cermicas Polmeros Compsitos Semicondutores Biomateriais

    10. Metais Propriedades bsicas Fortes e podem ser moldados Dcteis (deformam antes de quebrar) Superfcie metlica, no so transparentes luz visvel. Bons condutores de corrente eltrica e de calor

    11. Os metais na tabela peridica

    12. Cermicas e vidros Propriedades bsicas So uma combinao de metais com O, N, C, P, S So altamente resistentes a temperatura (refratrios) So isolantes trmicos e eltricos So frgeis (quebram sem deformar) So menos densas do que metais Podem ser transparentes

    13. As Cermicas na tabela peridica

    14. Polmeros Propriedades bsicas So sintticos Altamente moldveis - plsticos So formados pela combinao de meros So formados por um nmero bem limitado de elementos. C e H, O (acrlicos), N (nylons), F (fluor-plsticos) e Si (silicones). So leves e no frgeis Em geral so menos resistentes do que metais e cermicas

    15. Os Polimeros na tabela peridica

    16. Compsitos O que so ? Combinao de metais, cermicas e polmeros Preservam as propriedades boas dos componentes e possuem propriedades superiores s de cada componente separado.

    17. Semicondutores Propriedades bsicas Condutividade finamente controlada pela presena de impurezas - dopantes. Podem ser combinados entre si para gerar propriedades eletrnicas e ticas sob medida. So a base da tecnologia de opto-eletrnica-lasers, detetores, circuitos integrados ticos e clulas solares. Todos os componentes eletrnicos do computador

    18. Os Semicondutores na tabela peridica

    19. Biomateriais Propriedades bsicas Materiais utilizados na area da saude para ajudar o ser humano. Usado em medicina na substituio de partes do corpo humano.

    20. Seleo de Materiais Ex: Cilindro de armazenamento de gases Requerimento: resistir a altas presses (14MPa)

    21. Seleo de Materiais Ex: Vaso de presso de uma aeronave Requerimento: resistir a altas presses e ser leve Aqui o custo menos importante do que a funcionalidade Prefere-se um material leve e forte, mesmo sendo caro.

    22. Ligaes Qumicas Primeira Aproximao.

    23. Ligaes Qumicas Primeira Aproximao.

    25. COVALENT BONDING

    26. COVALENT BONDING

    27. COVALENT BONDING

    29. METALLIC BONDING

    30. METALLIC BONDING

    31. Metallic Bonding

    32. Metallic Bonding

    33. SECONDARY BONDING OR VAN DER WAALS BONDING

    36. Estruturas dos slidos

    38. Slidos Cristalinos

    39. Slidos moleculares

    40. Slidos Cristalinos

    41. Slidos Cristalinos

    44. Unit Cells

    57. Cristalografia

    58. 58 Origem do sistema de coordenadas

    59. 59 DIREES NOS CRISTAIS So representadas entre colchetes=[uvw] Famlia de direes: <uvw>

    60. 60

    61. 61

    62. 62 DIREES NOS CRISTAIS So representadas entre colchetes= [hkl] Se a subtrao der negativa, coloca-se uma barra sobre o nmero

    63. 63

    64. 64 DIREES NOS CRISTAIS So representadas entre colchetes= [hkl] Quando passa pela origem

    65. 65 DIREES NOS CRISTAIS So representadas entre colchetes= [hkl]

    66. 66 DIREES PARA O SISTEMA CBICO A simetria desta estrutura permite que as direes equivalentes sejam agrupadas para formar uma famlia de direes: <100> para as faces <110> para as diagonais das faces <111> para a diagonal do cubo

    67. 67 DIREES PARA O SISTEMA CCC No sistema ccc os tomos se tocam ao longo da diagonal do cubo, que corresponde a famlia de direes <111> Ento, a direo <111> a de maior empacotamento atmico para o sistema ccc

    68. 68 DIREES PARA O SISTEMA CFC No sistema cfc os tomos se tocam ao longo da diagonal da face, que corresponde a famlia de direes <110> Ento, a direo <110> a de maior empacotamento atmico para o sistema cfc

    69. 69 PLANOS CRISTALINOS Por qu so importantes?

    70. 70 PLANOS CRISTALINOS So representados de maneira similar s direes So representados pelos ndices de Miller = (hkl) Planos paralelos so equivalentes tendos os mesmos ndices

    71. 71 PLANOS CRISTALINOS

    72. 72 PLANOS CRISTALINOS Planos (010) So paralelos aos eixos x e z (paralelo face) Cortam um eixo (neste exemplo: y em 1 e os eixos x e z em ?) 1/ ?, 1/1, 1/ ? = (010)

    73. 73 PLANOS CRISTALINOS Planos (110) So paralelos a um eixo (z) Cortam dois eixos (x e y) 1/ 1, 1/1, 1/ ? = (110)

    74. 74 PLANOS CRISTALINOS Planos (111) Cortam os 3 eixos cristalogrficos 1/ 1, 1/1, 1/ 1 = (111)

    75. 75 PLANOS CRISTALINOS Quando as intercesses no so bvias desloca-se o plano at obter as intercesses corretas

    76. 76 FAMLIA DE PLANOS {110} paralelo um eixo

    77. 77 FAMLIA DE PLANOS {111} Intercepta os 3 eixos

    78. 78 PLANOS NO SISTEMA CBICO A simetria do sistema cbico faz com que a famlia de planos tenham o mesmo arranjamento e densidade Deformao em metais envolve deslizamento de planos atmicos. O deslizamento ocorre mais facilmente nos planos e direes de maior densidade atmica

    79. 79 PLANOS DE MAIOR DENSIDADE ATMICA NO SISTEMA CCC A famlia de planos {110} no sistema ccc o de maior densidade atmica

    80. 80 PLANOS DE MAIOR DENSIDADE ATMICA NO SISTEMA CFC A famlia de planos {111} no sistema cfc o de maior densidade atmica

    81. 81 DENSIDADE ATMICA LINEAR E PLANAR Densidade linear= tomos/cm (igual ao fator de empacotamento em uma dimenso) Densidade planar= tomos/unidade de rea (igual ao fator de empacotamento em duas dimenses)

    82. 82 DETERMINAO DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRAO DE RAIO X Raos-x tem comprimento de onda similar a distncia interplanar 0,1nm

    83. 83 DETERMINAO DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRAO DE RAIO X O FENMENO DA DIFRAO: Quando um feixe de raios x dirigido um material cristalino, esses raios so difratados pelos planos dos tomos ou ons dentro do cristal

    84. 84 DETERMINAO DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRAO DE RAIO X

    85. 85 DIFRAO DE RAIOS X LEI DE BRAGG

    86. 86 DISTNCIA INTERPLANAR (dhkl) uma funo dos ndices de Miller e do parmetro de rede dhkl= a (h2+k2+l2)1/2

    87. 87 TCNICAS DE DIFRAO Tcnica do p: bastante comum, o material a ser analisado encontra-se na forma de p (partculas finas orientadas ao acaso) que so expostas radiao x monocromtica. O grande nmero de partculas com orientao diferente assegura que a lei de Bragg seja satisfeita para alguns planos cristalogrficos

    88. 88 O DIFRATOMTRO DE RAIOS X T= fonte de raio X S= amostra C= detector O= eixo no qual a amostra e o detector giram

    89. 89 DIFRATOGRAMA

    90. Mais sobre o Silcio

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