1. Descreva resumidamente as técnicas de microscopia utilizadas para observação de defeitos nos materiais cristalinos.

Passo 1

O enunciado pede para resumirmos as principais técnicas de microscopia usadas no estudo de defeitos em materiais cristalinos. O conteúdo envolvido é caracterização microestrutural, e vamos precisar saber, para cada técnica, qual é seu princípio de formação de imagem, sua resolução típica e quais defeitos ela consegue revelar.

Passo 2

Microscopia ótica e varredura eletrônica de superfície
A microscopia ótica convencional permite observação de contornos de grão e trincas após ataque químico, com resolução de ordem de \sim0,2\\ \mu\mathrm{m}. Em seguida, a microscopia eletrônica de varredura (SEM) explora elétrons secundários para criar imagens topográficas de alta profundidade de campo, chegando a resolução de \sim1 10\\ \mathrm{nm}. No SEM, é comum usar difração de elétrons retroespalhados (EBSD) para mapear orientações cristalinas e delimitar bordas de grão, geminações e densidade de discordâncias em grandes áreas.

Passo 3

Microscopia eletrônica de transmissão (TEM)
O TEM faz passar um feixe de elétrons através de lâminas ultrafinas \sim 100\\ \mathrm{nm}, alcançando resolução subnanométrica. Por contraste de difração (“bright-field”, “dark-field”) e técnicas de feixe fraco (weak-beam), fica fácil visualizar discordâncias, redes de discordâncias, vacâncias e precipitados coerentes. Em modo de alta resolução (HRTEM) chega-se a imagens de planos cristalinos, permitindo até contar planos de átomos e posicionar vacâncias.

Passo 4

Microscopia de varredura por sonda
Na ponta de foguete da resolução, a microscopia de força atômica (AFM) mapeia a topografia de superfícies com resolução vertical de frações de angstrom, revelando passos de mono-átomos, falhas de empilhamento e trincas de superfície. A microscopia de tunelamento (STM) usa corrente de tunelamento para mapear densidade eletrônica de superfície com resolução atômica, detectando vacâncias e átomos isolados.

Passo 5

Técnicas complementares
A difração de raios X topográficos não é exatamente “microscopia”, mas produz mapas de coroa de revisão cristalina em amostras inteiras, mostrando tensões e defeitos de empilhamento. Em muitos casos, associa-se TEM com análise de EDX (microanálise química) para relacionar composição a defeitos e precipitados.

Resposta

  • Microscopia ótica: inspeção geral de grãos e trincas após ataque químico, resolução \sim0,2\\ \mu\mathrm{m}.
  • SEM/EBSD: imagens topográficas (resolução \sim1 10\\ \mathrm{nm}) e mapas de orientação cristalina para bordas de grão e densidade de discordâncias.
  • TEM (bright-field, dark-field, weak-beam, HRTEM): contraste de difração para visualizar discordâncias, vacâncias, precipitados e rede atômica.
  • AFM/STM: varredura de sonda para topografia e densidade eletrônica de superfície com resolução atômica, revelando falhas de empilhamento e vacâncias.
  • Raios X topografia: imagem de campo amplo de tensões e defeitos cristalinos em amostras inteiras.

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