Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

sujeita à observação através da verificação de mudanças composicionais.
5.2 - MECANISMOS DE DIFUSÃO
De uma perspectiva atômica, difusão é justo a migração em etapas de átomos de um sítio de rede
para outro sítio da rede. De fato, os átomos em materiais sólidos se encontram em movimento
constante, rapidamente mudando de posições. Para que um átomo se mova, duas condições devem
ser satisfeitas: (1) deve existir um sítio adjacente vazio, e (2) o átomo deve ter suficiente energia para
quebrar as ligações com seus átomos vizinhos e assim causar uma distorção da rede durante o
deslocamento. Esta energia é vibracional em natureza (Seção 4.7). Numa temperatura específica
alguma pequena fração do número total de átomos são capazes de realizar o movimento difusivo,
em virtude das magnitudes das energias de vibração. Esta fração aumenta com o aumento da
temperatura.
Vários modelos diferentes para o movimento atômico têm sido propostos; destas
possibilidades, existem duas dominantes para a difusão metálica.
Difusão Através Vacâncias
Um mecanismo envolve a intertroca de um átomo a partir de uma posição normal da rede para um
adjacente sítio de rede vazio ou vacância, como esquematicamente representado na Figura 5.3a.
Este mecanismo é apropriadamente denominado difusão através vacância. Naturalmente, este
processo necessita a presença de vacâncias e a extensão na qual a difusão através de vacância
pode ocorrer é uma função do número destes defeitos presentes; concentrações significativas de
vacâncias podem existir em metais a elevadas temperaturas (Seção 4.2). De vez que átomos em
difusão e vacâncias trocam posições entre si, a difusão de átomos num sentido corresponde ao
movimento de vacâncias no sentido oposto. Tanto a auto-difusão quanto a interdifusão ocorre por
este mecanismo; para a última, os átomos impurezas devem substituir os átomos hospedeiros.
Figura 5.3 Representações esquemáticas de (a) difusão através de vacâncias e (b) difusão
intersticial.
Difusão Intersticial
O segundo tipo de difusão envolve átomos que se migram de uma posição intersticial para uma
outra vizinha que esteja vazia. Este mecanismo é encontrado para interdifusão de impurezas tais
como hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio, que têm átomos que são pequenos suficientes para
se ajustar às posições intersticiais. O átomos hospedeiros ou de impureza substitucional raramente
formam intersticiais e normalmente não se difundem através deste mecanismo. Este fenômeno é
apropriadamente denominado difusão intersticial (Figura 5.3b).
Em muitas ligas metálicas, difusão intersticial ocorre muito mais rapidamente do que difusão
através de vacâncias, de vez que átomos intersticiais são menores do que os átomos da rede e,