Aula 31 - Difusão em Contornos de Grãos e Superfícies Livres

oi oi gente Como é que vocês estão vamos hoje para mais mal a ciência dos materiais nossa última aula da parte de difusão Hoje a gente vai ver a parte de difusão em contornos de grãos e superfícies Livres vamos lá tá bom essa parte da matéria ela normalmente não costuma aparecer tanto no callister porém os vivos eles abordam ela e para também trazer uma informação um pouco mais completo para vocês eu resolvi também é trazer essa parte que são os caminhos de alta responsabilidade os caminhos de exclusividade que alguns outros livros abordam até então a

gente tava vendo a difusão por entre uma estrutura Cristalina por exemplo o interstício ou mesmo pelos átomos a troca e os pulos dos átomos dentro da minha própria estrutura Cristalina porém a difusão ela pode ocorrer ainda tanto na superfície quanto num contorno de grão É nos meus cristais com outra formando o contorno de grão entre que estais quando eu tenho uma amostra policristalina Então esse fenômeno ele é muito importante porque ele é difusão ela é facilitada no contorno de grão né porque o empacotamento do átomo ele é mais desordenado no controle de óleo é menos

denso na aula de defeitos é mais do que time Ares a gente viu que o contorno de grão tipo de defeito e nesse tipo de defeito eu tenho eu tenho o menor empacotamento atômico então eu vou ter uma região ali propícias tá difusão de articulos então devido esse baixo empacotamento os grãos os átomos eles conseguem difundir mais fácil por aquela região então eu tenho uma energia de ativação mais baixa dá aquela região que eu posso ver até aqui ó Nessa minha tabelinha essa minha tabelinha ela mostra exatamente o meu tipo de difusão aqui na superfície

aqui é o contorno de grão e aqui é o povo volume e ele mostra qualquer a minha difusividade' me energia de ativação a gente pode ver que a minha energia de ativação esse aqui é para o caso do Thor em tungstênio a gente sempre vê um padrão que a minha energia de ativação para o caso da volumétrica volumétrica é que a gente já vinha vendo ela é sempre maior do que a pele contorno de grão que é maior do que pela superfície do meu da minha estrutura e eu tô vendendo quer mais superfície ela ainda

mais fácil porque ainda menos restrição de difusão os átomos das superfícies porém a gente não vai se importar tanto com essa parte da difusão a superfície uma vez que os principais processos que a gente tá vendo eles vão ocorrer devido à difusão pelo volume e pelos contornos de grão assim então a gente já tem essas duas equações que são exatamente umas equações desse tipo de arrhenius que a gente já tinha visto difusão nas aulas anteriores porém eu vou ter um bebê e o outro é um DS o meu bebê que é de pão there de

difusão pelos contornos de grão e o meu Extra pela superfície a fórmula vai ser vai ser bem parecidas ó vai mudar os meus coeficientes e aqui eu tenho uma relação entre Paulo difusão ocorre com maior facilidade a minha maior difusão eu tenho a maior vontade de fusão para o mesmo para o óvulo é minha difusão de superfície depois a difusão no contorno de grau e depois eu me a difusão volumétrica bom agora a gente vai fazer algumas observações sobre esse processo a fusão aqui já o que eu te havia citado pra vocês aí o contorno

de grão é a difusão o dono de grão ele é mais interessante para gente porque porque quando eu vou trabalhando com a material cólica está vindo eu vou ter uma área de contorno de grão enorme que eu vou contar nos grãos são muito pequenos e quanto menor o meu contorno de menor milgram mais uma vez se a quantidade de contornos de grão que eu vou obter dessa forma a difusão do Contorno de grão ela pode influenciar mais o meu processo de funcional do que a menina difusão por superfície e quando eu estou avaliando a difusão

de um um material metal para pizzaria no normalmente as medalhas são conectados dificilmente a gente vai trabalhar com metal monocristalino e o efeito da difusão ele normalmente ele considera tanto o efeito da difusão volumétrica quanto o efeito da difusão pelo contorno de grão ele é na verdade um intermédio Entre esses dois aqui nessa imagem a gente já consegue ver isso Esse meu gráfico ele me e a mente aqui a minha difusividade' e aqui é a minha temperatura o inverso da minha temperatura esse que são os gráficos que a gente vê a curva de difusividade' pela

temperatura por um material essa curva aqui que é o meu dese ele é exatamente a minha difusividade' volumétrica e esse meu de bebê aqui é meio difusividade' pelo contorno de grão a gente já consegue ver que a minha difusividade' um contorno de grão ela é muito mais elevado Olha que ela tá nessa parte superior do gráfico enquanto o que a gente aqui para um pequeno ou a temperaturas relativamente baixas a gente tem um a difusividade' relativamente alta Enquanto aqui para temperaturas também no da mesma faixa a gente tem uma impulsividade muito menor e esse aqui

a gente tá variando cada difusividade' separada uma outra questão importante de a gente avaliar aqui também é que o meu a minha difusão volumétrica que essa curva aqui ó ela é mais sensível para temperatura e olha inclinação da cor essa internação Ela é maior do que essa inclinação aqui o que que significa que nessa curva quando eu faria uma quantidade de temperatura eu saio de uma de uma difusão que era menor para uma difusão muito muito maior enquanto nessa curva aqui quando eu Valeu a mesma temperatura seu variar que Sem Grau a a diferença na

minha da minha difusão ela não vai ser tão grande e o significa aqui a minha difusão volumétrica ela vai ser mais sensível ao altas temperaturas a o efeito da temperatura enquanto a 6 difusão é por contorno de grão não será tanto aqui no final das contas eu vou ter um efeito que é uma mistura destes dois efeitos eu não vou ter ou o juramento de fidelidade na verdade ela vai eu vou ter uma difusividade' até aqui que é uma difusividade' aparente que era uma mestra da minha difusividade' pelo contorno de grão e pelas podia difusividade'

volumétrica então aqui normalmente em altas temperaturas como o médico o mercado é mais sensível altas temperaturas o material vai entender se comportar igual uma difusividade' volumétrica puramente porque ele vai digamos assim que ele vai governar o processo de funcional já nas menores temperaturas quem vai governar ou quem vai influenciar mais vai ser a minha disponibilidade pelo contorno de grão que vai ser exatamente a minha curva aqui que ela está se desviando da curva que deveria ser se ela fosse só uma difusividade' volumétrica então gente aqui o botei só em texto né que a difusão lendo

uma amostra policristalina ela não pode ser descrita como uma simples somas assim que soma de difusão pelos cristais ao longo dos contornos que a gente tá vendo aqui ele não passou a somando ele exatamente um efeito é conjunto tanto do volume quanto do Contorno de grau e por fim quanto menor o contorno o tamanho de grão maior será a área total de contorno de grão disponível para a difusão de contorno e portanto maior será a importância dos Contorno a explosão O que que está dizendo esse parágrafo que ele tá dizendo que isso eu quero ter

mais efeito da difusão por contorno de grão eu vou eu vou preferir fazer um material um metal que ele tenha um tamanho de grão menor porque eu vou ter o maior número de contorno de grão outra uma maior área de controle tiram logo o efeito da difusão pelo contorno de grão vai ser mais pronunciado aqui eu tenho exatamente um esquema e eu tinha exatamente com esquema de como ocorre a difusão por exemplo é em conjunto né eu tô passando aqui é um metal ametal que onde ocorreu uma solda eu tô correndo um processo de funcional

ver o processo funcional ele vai ocorrer ao mesmo tempo que ele ocorre aqui e os contornos ele vai ocorrer para dentro dos volumes também então ele não tem como ser uma sombra linear porque é um processo que ele tá acontecendo mutuamente mesmo depois que ouvi o contorno o a difusão pelo contorno de grão e eu tenho um soluto aqui nessas partes os contornos depois de solutos eles podem se difundir para dentro da minha estrutura Cristalina vamos fazer agora um exercício para a gente entender um pouquinho melhor esse problema né hoje esse bem parecido com os

difusão só que agora a gente vai considerar esses efeitos alguns deram um passo de fusão entre tudo externo puro e uma liga de tungstênio contendo um por cento é em peso de Thor né Tem uma liga de tungstênio uma liga que o mistério contorna após a exposição a 2 mil graus Celsius a Jéssica me a temperatura vai ser dois mil graus Celsius né que eu já tinha uma temperatura da água e uma zona de transição de 0,01 cm então ele já me deu aqui o meu Delta x que é igual a 0,01 cm qual é

o fluxo de átomos de Thor neste momento se a difusão é devido à difusão de volume de fusão de contorno de grão e difusão de superfície ele que ele me deu um DX ele me deu aqui a minha concentração na aqui é o meu na verdade da nudez ele é meu ser o Jon Jones e um e ele quer saber quanto seria difusão tanto para o volume enquanto o contorno de grão quanto com superfície primeiro a gente tem que descobrir quem que é a minha concentração de átomos de tório no tungsteno Bom parâmetro de rede

do tungstênio CC Ele é 3,16 cinco anos como isso aqui é tabelado assim o número de átomos de tungstênio por centímetro cúbico vai ser bom eu tenho aqui dois átomos de tungstênio por ser um ano já que é uma vez que eles esse a gente sabe que são dois átomos por célula é e aqui a minha concentração vai seu número já tão se você tiver cúbico Sim eu sei que o meu parâmetro de rede é isso aqui o meu cubo ele vai ser isso aqui algo Então esse aqui vai ser o meu esse aqui vai

ser o número de átomos por centímetro cúbico né E aqui como eu tenho 0,01 por cento eu vou ter que multiplayer 0,01 concentrado vezes esse valor que eu teria de átomos na minha célula em 6,3 x 10 a 20 átomos de tório por centímetro cúbico então a gente uma vez que eu já tenho esse valor aqui do meu CD th eu posso fazer agora o meu Deus Delta serviços no lanche isso que eu achar o meu gradiente de concentração pela minha distância eu vou ter aqui que o meu se no na minha outra parte qual

vai ser zero né porque ele não tinha tungstênio e não tinha tório nenhum e o meu ser um aqui vai ser seis eu vou 3 vezes 10 a 20 chatos e o meu deltas x 0,01 cm eu tô trabalhando aqui no sentimento eu posso manter esse aqui em centímetro eu achar que uma concentração de - 6,3 x 10 a 22 a trajetória por por centímetro a quarta né então vou aplicar aqui a minha equação Zinha da difusividade né daí eu tô te como descobrir meu fluxo de difusão ou j - dele da outras ideia outra

x e eu achar que primeiro ele pediu para difusão de volume caminha difusão de você é o seu meu fluxo bom fluxo é esse aqui o meu de Zero Isso aqui é tava Laden gente se disseram aqui é o meu de zero para o volume é tabelado o meu que também para o volume é tabelado e eu vou ter que a minha temperatura eles são todos trabalhamos a mesma temperatura né então eu vou descobrir que isso aqui é o meu de para aquela temperatura para aquele sistema para que ele modo de difusão jogando aqui na

minha com a sãozinha o meu dcdx ele vai ser o mesmo para todos os casos que vai mudar aqui vai ser o meu menos de porque ele vai variar para cada tipo de difusão não tinha que eu achei que nós J vai ser 1,82 x 10 a 11 a transitório centímetro quadrado por segundo né Lembrando que esse sentimento uma parada que vai cortar com um centímetro desse depois vai ficar um centímetro quadrado aqui embaixo no meu caso B aqui vai ser a mesma coisa O quê que vai estar alterando vai alterar o meu de zero

que aqui no caso como eu vou estar trabalhando de usar os contornos de grão vai ser a b e aqui eu também botei o meu que bebê que vai ser a minha energia de ativação para o caso de difusão em contorno de grãos são reparar que quer difusão ela já tá ela ela já tá com valor maior né porque quanto menor o valor mais rápido acontecerá a difusão EA minha energia de ativação também já tá menor aqui o resto é tudo constante eu vou ter um de de 1,64 vezes 10 a menos nove que já

um valor bem maior do que eu tinha achado anteriormente e o meu jovem quando eu vou substituir aqui na minha equação e vai dar 1,06 x 10 a 14 átomos Neto vitórias por centímetro quadrado segundo que já é um valor bem maior né eu tô eu tenho aqui ó uma Chris fez casas à mais eu posso esperar por 10 a 3 aqui que eu vou ter três ordens de grandeza maior aqui na minha exclusividade pelo contorno de grão e por fim quando eu vou fazer a difusão pela superfície eu vou usar o meu de zero

e eu achei que eu tenho tabelado e vou pegar o meu que também é por causa da superfície que eu também tenho tabelado achei aqui o meu dedo que dá 1,94 vezes 10 a menos 7 que ele já é duas casas duas ordens menores menor que o meu anterior logo a mente possibilidade vai seguir o mesmo padrão e ele vai dar duas casas maiores maior ainda e a minha disponibilidade pelo contorno de grão e aqui o gente vai ver que já são cinco ordens de grandeza diferença do da difusão como médica para difusão de superfície

esses dados gente Eles foram obtidos exatamente daqui dessa tabelinha Inicial o nosso primeiro slide em esse aqui é o meu de 0 a superfície o contorno de grão e pelo volume que eu utilizei e aqui é o meu o que que eu utilizei para todos os casos bom gente foi foi isso Eu espero que vocês tenham entendido tem aproveitado essa aula qualquer dúvida deixem aí nos comentários será um prazer tê-la para vocês lembre de deixar um cortinho compartilhar nesse vídeo é muito importante para a gente continuar produzindo conteúdo até a próxima parte da matéria tchau

tchau e