O que são discordâncias em uma estrutura cristalina? Explique a diferença entre discordância de borda e de parafuso.

Passo 1

Beleza, o enunciado tá perguntando: “O que são discordâncias em uma estrutura cristalina? Explique a diferença entre discordância de borda e de parafuso.”
Isso cai na matéria de defeitos cristalinos, mais especificamente em discordâncias (defeitos de linha). Para responder, a gente vai precisar entender:
  • O que é um retículo cristalino ideal;
  • O conceito de defectos de linha (discordâncias);
  • Como identificar e diferenciar a discordância de borda e a de parafuso.

Passo 2

O que são discordâncias?
Imagina um cristal perfeito: todos os átomos ocupam posições bem organizadas num padrão repetitivo. Uma discordância é um defeito de linha, ou seja, uma falha onde um “filete” de átomos está fora de lugar. Em vez de um plano inteiro de átomos ser contínuo, ele empaca de forma irregular ao longo de uma linha.
Na prática, essas discordâncias fazem o cristal se deformar mais facilmente quando recebe esforço mecânico.

Passo 3

Discordância de borda
  • Visualização: pensa num bolo de camadas, mas alguém inseriu um “queijo extra” só pela metade do bolo. Esse queijo é um plano extra de átomos que não se fecha completamente.
  • Vetor de Burgers ( vec b): a gente marca essa falha desenhando um loop ao redor da linha de discordância. A distância necessária para “fechar” esse loop é o vetor de Burgers, e nesse caso vec b é perpendicular à linha da discordância.
  • Efeito prático: o plano extra pressiona vizinhos, causando tensões de compressão de um lado e tração do outro.

Passo 4

Discordância de parafuso
  • Visualização: agora imagina uma escada em caracol (hélice). Ao invés de camadas planas, um plano desliza ao longo da linha central, gerando um movimento helicoidal.
  • Vetor de Burgers ( vec b): se você faz o mesmo loop ao redor da linha defeituosa, o vetor vec b aparece paralelo à própria linha da discordância.
  • Efeito prático: quando aplica uma força, o cristal “torce” em vez de simplesmente deslizar um plano sobre o outro.

Passo 5

Principais diferenças
  1. Direção do vetor de Burgers:
    • Borda: vec b perp linha de discordância
    • Parafuso: vec b paral<=l linha de discordância
  2. Geometria do defeito:
    • Borda: plano extra “meio-inserido” no cristal.
    • Parafuso: plano desliza criando um passo helicoidal.
  3. Tipo de deformação gerada:
    • Borda: compressão/tracção lateral.
    • Parafuso: torção helicoidal.

Resposta

Discordâncias são defeitos de linha num cristal, onde um filete de átomos está fora de posição. Na discordância de borda, um plano extra de átomos fica inserido parcialmente, e o vetor de Burgers é perpendicular à linha de defeito. Já na discordância de parafuso, o plano desliza helicoidalmente ao redor da linha, e o vetor de Burgers é paralelo a ela. Esses defeitos facilitam a deformação do cristal sob tensão.

Exercícios relacionados