Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

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As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são uma consequência de interações entre um campo magnético externo e e os momentos de dipolo magnéticos dos átomos constituintes. Associados a cada um dos elétrons individuais estão os momentos magnéticos tanto de orbital quanto de "spin". O momento magnético resultante (líquido) para um átomo é justo a soma das contribuições de seus elétrons, onde haverá cancelamento de momento de "spin"e de orbital para pares de elétrons. Diamagnetismo resulta de mudanças no movimento orbital do elétron que é induzida por um campo externo. O efeito é extremamente pequeno e com sentido oposto ao do campo aplicado. Todos os materiais são diamagnéticos. Materiais paramagnéticos são aqueles tendo dipolos atômicos permanentes, que são acionados individualmente e são alinhados no sentido de um campo externo. De vez que as magnetizações são relativamente pequenas e persistem apenas quando houver a presença de um campo aplicado, materiais diamagnéticos e paramagnéticos são considerados como sendo não-magnéticos. Magnetizações grandes e permanentes podem ser estabelecidas dentro dos metais ferromagnéticos (Fe,Co,Ni). Momentos de dipolo magnético atômico têm origem no "spin", que são emparelhados e mutuamente alinhados com momentos de átomos adjacentes. Emparelhamento antiparalelo de momento de "spin"de cátions adjacentes é encontrado em materiais iônicos. Aqueles nos quais existe cancelamento total de momentos de "spin" são denominados antiferromagnéticos. Com ferrimagnetismo, magnetização permanente é possível porque o cancelamento de momento de "spin"é incompleto. Para ferritas cúbicas, a magnetização líquida resulta a partir de íons divalentes (por exemplo, Fe 2+ ) que residem nos sítios octaédricos da rede, os momentos de "spin" deles sendo mutuamente alinhados. Com a elevação da temperatura, vibrações térmicas aumentadas tendem a contrabalançar as forças de emparelhamento de dipolo em materiais ferromagnéticos e ferrimagnéticos. Consequentemente, a magnetização de saturação gradualmente decresce com a elevação da temperatura, até à temperatura Curie, ponto em que ela cai até praticamente zero; acima da T c estes materiais são paramagnéticos. Abaixo da sua temperatura Curie, um material ferromagnético ou ferrimagnético é composto de domínios - regiões de pequeno volume dentro das quais todos os momentos de dipolo estão mutuamente alinhados e a magnetização se encontra saturada. A magnetização total do sólido é justo o apropriadamente ponderado vetor soma das magnetizaçòes de todos estes domínios. À medida em que um campo magnético externo é aplicado, domínios tendo vetores de magnetização orientados no sentido do campo crescem às expensas dos domínios que orientações de magnetização desfavoráveis . Numa saturação total, o sólido todo se encontra como um monodomínio e a magnetização é alinhada com o sentido do campo. A variação na estrutura do domínio com o aumento ou reversão do campo magnético é realizada pelo movimento das paredes de domínio. Ambas as histereses (o retardamento do campo B atrás do campo aplicado H ) bem como a magnetização permanente (ou remanescente) resulta a partir da resitência ao movimento destas paredes de domínio. Para materiais magnéticos macios, domínios de paredes de domínio é fácil durante a magnetização e desmagnetização. Consequentemente, êles têm pequenos ciclos de histerese e baixas perdas de energia. O movimento da parede de domínio é mais difícil para materiais magnéticos duros, que resultam em ciclos de histere maiores; uma vez que maiores campos são requeridos para desmagnetizar estes materiais, a magnetização é mais permanente. Supercondutividade têm sido observada num número de materiais, nos quais, ao serem resfriados e na vizinhança da temperatura de zero absoluto, a resistividade elétrica desaparece. O
estado supercondutor cessa de existir se a temperatura, campo magnético ou densidade de corrente excederem o valor crítico. Para supercondutores do tipo I, a exclusão de campo magnético é completa abaixo do campo crítico e a penetração de campo é completa uma vez H C seja excedido. Esta penetração é gradual com o aumento do campo magnético para os materiais do tipo II. Novas cerâmicas de óxidos complexos estão sendo desenvolvidas com relativamente altas temperaturas críticas, que permitem o uso do barato nitrogênio líquido como um refrigerante. TERMOS E CONCEITOS IMPORTANTES Antiferromagnetismo Ferrita (cerâmica) Magnetização Magneton de Bohr Ferromagnetismo Paramagnetismo Coercividade Material magnético duro Permeabilidade Temperatura Curie Histerese Remanescência Diamgnetismo Densidade de fluxo magnético Magnetização de saturação Domínio Força de campo magnético Material magnético macio Ferrimagnetismo Suscetibilidade magnética Supercondutividade
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MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A
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explanação dos tipos de materiais
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Assim o modelo de Bohr representa u
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Naturalmente, nem todos os estados
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os mesmos. Em grandes distâncias a
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função da distância interatômic
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Ligações de Dipolo Permanentes Fo
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3.5 - CÁLCULOS DE DENSIDADES Um co
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estabelecida, não seja mudada. As
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planos cristalográficos como poder
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É mais difícil correlacionar o em
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O Fenômeno da Difração Difraçã
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ocorre para amostras em pó; suas c
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Nesta expressão, N é o número to
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as valências mais comuns são +1 p
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tipos discordâncias; estas são de
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superficial descrita acima. A magni
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Alguns elementos estruturais são d
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assim, mais móveis. Além disto, e
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(1a) Antes da difusão, quaisquer
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D o = um pré-exponencial independe
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tamanho da amostra. Por exemplo, re
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deformação elástica. Quanto maio
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haverão constricções (apertos) n
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continuada flutua levemente ao redo
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dutilidade para vários metais comu
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verdadeira ε T definida por ε T =
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indentação que por sua vez é rel
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seguinte expressão: s = [{3 i = 1
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7.1. Seja o plano A o meio plano in
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Os campos de deformação circundan
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cizalhantes existem em todas as dir
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Deformação e escorregamento em ma
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Engenheiros metalúrgico e de mater
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dureza e (c) dutilidade (%EL) para
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deformação verdadeira, Equação
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frio aumenta a taxa de recristaliza
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superfície de fratura intergranula
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Griffith desenvolveu um critério p
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Na discussão acima, um critério f
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projeto (ou tensão crítica) σ c
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definida como aquela temperaturta n
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Tal como com as outras característ
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fração da vida em fadiga é utili
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isto é, para vidas em fadiga maior
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N f = I ao ac da / [ A (Y ∆σ) m
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de diamante são indentações de m
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de testes compressivos são usualme
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9.6 - SISTEMAS ISOMORFOS BINÁRIOS
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Determinação das Quantidades de F
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produzirá nenhuma alteração micr
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Ao tratar com microestruturas, é
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Não é necessário supor que diagr
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se situa ao longo do comprimento da
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L W γ + Fe 3 C (9.15) aquecimento
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assim, a resultante microestrutura
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Este t 0,5 também está indicado n
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uma concentração de carbono inter
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Atlas of Isothermal Transformation
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abaixo da temperatura eutetóide e
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aços liga, respectivamente. Figura
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desta liga em relação às transfo
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todos os aços, aqueles que são os
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um aço é mostrada na Figura 10.25
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contínuo. Além disso, adição de
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ecristalização é permitida. Ordi
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Procedimentos convencionais de trat
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ferro-carbono de composição eutet
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vez que estes dados são às vezes
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solubilidade entre os campos das fa
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equilíbrio θ, dentro da fase matr
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precipitado microscopicamente peque
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comuns de conformação. Naturalmen
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forma desejada. Quando solidificaç
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Tabela 12.1a Composições de 5 Aç
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TABELA 12.4 Designações, Composi
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extensivamente. Eles são muito efi
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titânio e suas ligas, metais refra
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contatos elétricos em placas de ci
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PROBLEMA EXEMPLO 13.1 Estruturas Cr
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estrutura cristalina seria similar
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PROBLEMA EXEMPLO 13.2. Cálculos de
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Figura 13.13 - Representação esqu
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A expressão estrutura de defeito
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sólido separadas por uma região b
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13.6 - FRATURA FRÁGIL DE CERÂMICA
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Módulo de Ruptura O comportamento
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A técnica mais comum de conformaç
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Após a queima, um corpo é usualme
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14.11 - REFRATÁRIOS DE SÍLICA O p
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pó, usualmente contendo uma pequen
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deste material resulta de reações
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confiáveis e de resistência à co
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Tabela 15.2, onde R e R' representa
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substituído com um átomo de Cl. A
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Polímeros com Ligações Cruzadas
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H H H H H R H H * * * * * * * * -C-
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15.10 - CRISTALINIDADE DE POLÍMERO
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Copolímero alternante Modelo de ca
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egiões amorfas, por causa do desal
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R----C-C-C-C-C-C-C-C----R (16.5) *
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A flexibilidade, dutilidade e tenac
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Técnicas de Conformação Um basta
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pressão para dentro da pré-forma,
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onde R e R' representam átomos lat
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produzida se a camada de adesivo fo
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uma cerâmica de carbeto refratári
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carregamento no plano e também qua
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uma reação de redução e será a
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quais imerso numa solução 1 M de
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eatividades relativas de um número
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Todas as reações eletroquímicas
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Figura 18.18 Ilustração esquemát
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A tensão que produz trincas de cor
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não metálicos, já são produtos
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Esta quebra de ligação conduz tan
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Como mencionado anteriormente, muit
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