- 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 . Em seguida, a microscopia eletrônica de varredura (SEM) explora elétrons secundários para criar imagens topográficas de alta profundidade de campo, chegando a resolução de
–
. 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.
A microscopia ótica convencional permite observação de contornos de grão e trincas após ataque químico, com resolução de ordem de
Passo 3
Microscopia eletrônica de transmissão (TEM)
O TEM faz passar um feixe de elétrons através de lâminas ultrafinas , 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.
O TEM faz passar um feixe de elétrons através de lâminas ultrafinas
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.
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.
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
. - SEM/EBSD: imagens topográficas (resolução
– ) 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.