EMPACOTAMENTOS ATÔMICOS DENSOS EM REDES CRISTALINAS

1 - Muitas cerâmicas apresentam estruturas cristalinas hexagonais compactas (hcp) ou cúbica de faces centradas (cfc) que são estruturas compactas, pois os agrupamentos atômicos compactos são configurações de baixa energia.

2 - As redes hcp e cfc são construídas pelo empilhamento de planos cristalinos densos em seqüências diferentes. As figuras a seguir exibem a construção da rede cfc a partir do empilhamento de planos densos.


Nos planos cristalinos compactos, como aquele marcado com o triângulo, cada átomo possui seis vizinhos mais próximos. Não há plano mais denso que este. Este plano é perpendicular à diagonal da célula unitária da rede, (111).
Sobre um plano compacto existem duas maneiras diferentes de se empilhar um outro plano compacto. Colocamos um primeiro plano compacto e o denominamos de A. Sobre este plano, empilhamos outro plano compacto de uma das duas formas de empilhamento. Este é o plano B. Sobre o plano B, existem duas maneiras de se empilhar outro plano compacto. Uma maneira é colocar um plano em posição semelhante ao plano A. A outra maneira é empilhar o plano em uma posição que denominaremos C. Os três planos formam uma seqüência ABC. Continuando o empilhamento com este padrão (ABCABCABC), têm-se a estrutura compacta cfc que cresce na direção [111].
3 - Clique aqui para ver a animação sobre o empilhamento de planos compactos na direção [111] da rede cfc.

4 - A rede hcp é formada pelo empilhamento na seqüência ABABAB. Sobre o primeiro plano compacto, denominado A, empilha-se o segundo plano na posição B. O terceiro plano não é empilhado na posição C, como na rede cfc, mas novamente na posição A, exatamente como o primeiro plano. Clique aqui para ver a animação sobre o empilhamento de planos compactos na direção [001] da rede hcp.

5 - Clique aqui para ver imagens com a coordenação das redes hcp e cfc. O empilhamento de planos compactos maximiza o número de coordenação

6 -
As diferentes famílias de planos cristalinos possuem empacotamentos diferentes. Os planos de maior empacotamento de uma dada rede cristalina são denominados de planos supercompactos. A distância entre planos supercompactos paralelos é maior de que a distância entre planos paralelos menos compactos Isto ocorre para manter a densidade cristalina igual por toda a rede. Em conseqüência disso, os planos supercompactos são mais fracamente ligados entre si. Isto justifica o movimento preferencial das discordâncias nestes planos supercompactos.

7 - As diferentes famílias de direções cristalinas também possuem diferentes empacotamentos. As direções de maior empacotamento são chamadas direções supercompactas. São nestas direções que as discordâncias se movem, preferencialmente.




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