LISTA DE EXERCÍCIOS I: Classifcação dos materiais e ligações q!mica 1. Cite Cite as prin princip cipais ais caract caracterí erís scas cas apr aprese esent ntad adas as pela pelass seguin seguinte tess classe classess de mate materi riais ais,, dando dando um exe exempl mplo o para para cada uma delas: Metais Cerâmicos Polímeros Compósitos Semicondutores Biomateriais (Mat. Biocompa!eis"" Biocompa!eis" " #. Cite Cite de de $orm $orma a resu resumid mida a as princ principa ipais is di$ di$er eren% en%as as entr entre e liga liga%& %&o o i'nic i'nica, a, co! co!al alent ente e e met metl lica ica.. ). *ual *ual o po po de lig liga% a%&o &o +uí +uími mica ca usua usualm lmen ente te pres presen ente te nos nos segu seguin inte tess mate materi riai aiss Metais Cerâmicos Polímeros Compósitos Semicondutores Biomateriais (Mat. Biocompa!eis"" Biocompa!eis" " . *ual *ual o po po de lig liga% a%&o &o !oc/ !oc/ espe espera raria ria +ue +ue se $orm $ormas asse se para para os segui seguint ntes es comp compos ostos tos:: Bron0 Bron0e e (lig (liga a de Cu Cu e Sn", Sn", aS2, 3l#4) e n5lon. 6. 7/ a sua opini&o so2re a seguinte a8rma%&o: a8rma%&o: 9*uanto maior a di$eren%a nas eletronega!idades mais co!alente a liga%&o. . Por Por +ue +ue em gera gerall os meta metais is apr apres esen enta tam m alta alta cond condu u!i !ida dade de tr trmi mica ca e elt eltri rica ca;. +uan >+uantos tos mai maiss próxim próximos os os tom tomos os maior maior a $or $or%a %a de atr atra% a%&o &o entr entre e eles >, expli+ue ent&o por+ue estes n&o se c?ocam. @. 4 +ue +ue det determi ermina na a dis distânci ância a de e+ui e+uilí lí2r 2rio io entr entre e dois dois tomo tomoss1A. 1A. 4 +ue +ue !oc/ !oc/ ente entend nde e por por $or% $or%a a de de lig liga% a%&o &o inte intera rató tómi mica ca-
LISTA DE EXERCICIOS II: Estrtra cristali"a
1 # )
7i$erencie 7i$erencie materiais materiais cristal cristalinos inos de materiais materiais n&ocristalinos n&ocristalinos em termos de arranamento arranamento at'mico. at'mico. *uais s&o as estruturas estruturas cristalinas cristalinas mais comuns comuns encontradas encontradas nos materiais materiais metlicosmetlicos4 +ue !oc/ !oc/ entende entende como >$at >$ator or de empacota empacotament mento o at'micoD at'micoD e de +ue depend dependeea 4 $erro tem tem estrutur estrutura a cE2ica de corpo corpo centrado centrado a temperatur temperatura a am2iente. am2iente. Calcule Calcule o parâmetr parâmetro o de rede e o $ator de empacotamento at'mico para o $erro nestas condi%Fes.
R# a#$% #$%&'( &'()*+& cm e ,-E# *%'& 2 3 @1A @1A C o $erro passa de estrutura cE2ica de corpo centrado para estrutura cE2ica de $ace centrada. Calcule o parâmetro de rede e o $ator de empacotamento at'mico para o $erro nestas condi%Fes.
R# a#.% #.%/)( /)()*+& cm e ,-E# *%01 6 ; =
c Calcule a densidade para o $erro ccc e para o $erro c$c. 4 +ue polimor8smo ou alotropiaalotropia- *uais *uais as conse+G/ncias conse+G/ncias deste deste $en'meno $en'meno nas propriedades propriedades dos materiaismateriaisCite # exemplos de materiais +ue exi2em polimor8smo. a Como s&o represent representadas adas uma Enica Enica dire%&o dire%&o e uma $amília $amília de dire%Fes dire%Fes cristalogr cristalogr8cas8cas2 Como s&o representados um Enico plano e uma $amília $amília de planos cristalogr8cos4 +ue +ue !oc/ !oc/ ent entend ende e por aniso anisotr tropi opiaaa Ho sistema sistema cE2ico, cE2ico, +ual das seguintes seguintes $amília $amília de dire%Fes dire%Fes corta os !rces das $aces $aces do cu2o: I11AJ, I111J I111J ou I1AAJ-
R# 2)**3 2 Ho sistema cE2ico, +ual das seguintes dire%Fes corta as diagonais das $aces do cu2o: I11AJ, I111J ou I1AAJ-
R# 2))*3 c
Ho sistema sistema cE2ico, cE2ico, +ual das seguintes seguintes dire%Fes dire%Fes corta corta a diagonal diagonal do cu2o: I11AJ, I11AJ, I111J ou I1AAJ-
R# 2)))3 @
a *ual a $amília $amília de dire%Fes e $amília $amília de planos cristal cristalogr ogr8c 8cos os de maior maior empacotamen empacotamento to at'mico at'mico para a estrutura ccc-
R# 2)))3 e 4))*5% res6ec78ame"te 2 *ual a *ual a $amília de dire%Fes e $amília de planos cristalogr8cos de maior empacotamento at'mico para a estrutura c$c-
R# 2))*3 e 4)))5% res6ec78ame"te
1A Kepresente Kepresente a dire%&o dire%&o L111 e os planos planos (111" e (###" (###" na 8gura a2aixo. a2aixo.
(111)
(222)
11 Nden8+ue a $amília de planos represent representadas adas a2aixo: a2aixo:
Origem
$amília: O11A plano (A11"
$amília O111 plano: (1 1 1"
1# Nden8+ue os planos planos representa representados dos a2aixo: a2aixo:
Origem
plano (1A1"
plano: (1 1 1"
LISTA DE EXERCÍCIOS III: Im6er9eições Estrtrais
1 # ) 6
a Como Como s&o class classi8ca i8cadas das as imper$ei imper$ei%Fes %Fes estrutur estruturaisais2 7/ exemplos de imper$ei%Fes ou de$eitos estruturais para cada uma das classi8ca%Fes acima. a 4 +ue +ue uma uma dis disco cord rdân ânci ciaa2 *uais as principais causas da $orma%&o de discordâncias4 !etor de Burger Burger a distância distância de deslocam deslocament ento o dos tomos tomos ao redor da discordâ discordância, ncia, ou sea, sea, d a magnitude magnitude e a dire%&o de distor%&o da rede. *ual a orienta%&o deste !etor para discordâncias em cun?a, em ?lice e mistaa 4 +ue +ue uma uma sol solu% u%&o &o sól sólid idaa2 Como as solu%Fes sólidas s&o classi8cadas7e acordo acordo com a ta2ela a2aixo responda +uais dos elementos !oc/ esperaria esperaria $ormar $ormar com o Hí+uel: Hí+uel: a Solu%&o Solu%&o sólida sólida su2stuci su2stucional onal,, com complet completa a solu2ilid solu2ilidade. ade. Qus8 Qus8+ue. +ue. 2 Solu%&o Solu%&o solida solida su2stuci su2stucional onal,, com solu2ili solu2ilidade dade incompl incompleta eta.. Qus8+ue. Qus8+ue. c Solu%& Solu%&o o sólida sólida int inter ers scia cial. l. Qus8 Qus8+ue +ue..
4 taman?o taman?o de gr&o tem um papel import importans anssimo simo nas proprie propriedades dades dos materi materiais. ais. Ha prc prca, a, como o taman?o taman?o de gr&o pode ser controladocontrolado4 +ue um >tRinD ou macla-
LISTA DE EXERCÍCIOS I: Di9são 1
Supon? Supon?a a +ue +ue uma uma c?apa c?apa 8na de $err $erro o a ;AA ;AAC, ten?a um de seus lados exposta a uma atmos$era car2ori0ante (rica em car2ono" car2ono" e seu outro lado a uma atmos$era atmos$era descar2ori0 descar2ori0ant ante. e. Supondo Supondo +ue o estado estado estacio estacionrio nrio sea alcan%ado, calcule o uxo de tomos de car2ono +ue se di$undem atra!s desta c?apa se a concentra%&o de car2ono nas posi%Fes de 6 e 1A mm da superTcie 1,# e A,= UgVm), respec!amente. 3ssumo +ue o coe8ciente de di$us&o do car2ono do $erro nesta temperatura )x1A11 m#Vs. K: #, x 1A @ UgVm #Vs #
Para Para algumas aplica%Fes aplica%Fes necessrio endurecer endurecer a superTcie superTcie dos a%os para con$erir con$erir maior maior resist/ncia resist/ncia ao desgaste. desgaste. Wm maneira de $a0er isso atra!s do processo de cementa%&o gasosa, na +ual ? um aumento da concentra%&o de car2ono na superTcie atra!s da introdu%&o de tomos de car2ono (pro!eniente de um gs, como o metano" por di$us&o X ele!adas ele!adas temperaturas. temperaturas. Considerando um a%o cua concentra%&o concentra%&o inicial de car2ono A,#6Y +ue sea su2medo X cementa%&o X @AAC e +ue a concentra%&o de car2ono na superTcie sea aumentada e manda a 1,#Y, calcule +uanto tempo necessrio para ngir uma concentra%&o de A,=Y de Car2ono a 6mm a2aixo da superTcie. 7Z 1,x1A11 m#Vs. KZ ;,1 ? ) 4s coe8 coe8ci cien ente tess de di$u di$us& s&o o do co2r co2re e no alum alumín ínio io a 6AA 6AAC e AAC s&o ,=x1A ,=x1A1 m#Vs e 6,)x1A 6,)x1A1) m#Vs, respec!amente. Calcule o tempo aproximado a 6AA C +ue ir produ0ir os mesmos resultados da di$us&o (em termos da concentra%&o do co2re em algum ponto especí8co no alumínio" se a mesma $osse reali0ada X AAC durante durante 1A ?. KZ 11A, ? 6 ; = @ 1A 11
LISTA DE EXERCÍCIOS : Diagrama de Eqil!;rio 1 # ) 6 ; =
*uais *uais s&o as principai principaiss in$orma%F in$orma%Fes es +ue podem ser ser o2das do diagr diagrama ama de $ases$ases*ual a di$er di$eren%a en%a entre entre $ases $ases de e+uilí e+uilí2rio 2rio e $ases $ases metaes metaesta! ta!eis eis *ue um sistema sistema isomor$ isomor$oo- Cite Cite um exem exemplo. plo. 7i$eren 7i$erencie cie rea%& rea%&o o eutc eutca a de eutet eutetóide óide e perit peritca ca