O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 1)

Introdução

A partir da descrição tensorial das tensões e deformações em cristais, através da análise e quantificação da dinâmica da rede, chegamos a resultados cujos significados físicos são de suma importância para a idéia aqui desenvolvida. O fenômeno da dilatação dos corpos, visto agora como um problema da dinâmica de defeitos na estrutura cristalina, é exatamente o elo entre aquilo que se procurou estabelecer até aqui e a seção seguinte.

VI.1 – A Dinâmica de Defeitos

Parte 1 – A Termodinâmica de Não Equilíbrio

O Cristalino

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Se considerarmos o par lacuna-intersticial como sendo os tipos de defeitos mais elementares encontrados numa estrutura cristalina, a contribuição anarmônica que determina uma dependência da temperatura para o parâmetro da rede, transforma o fenômeno da dilatação num problema real da dinâmica de defeitos. Com rigor físico, a própria vibração do átomo, em torno da sua posição de equilíbrio numa rede cristalina, constitui uma constante emissão e absorção do par lacuna-intersticial na freqüência de vibração. Por outro lado, o fator de fase introduzido em (35) estabelece um fluxo de defeitos não nulo, embora estacionário. Todavia, por ser resultante da dinâmica de defeitos em equilíbrio térmico, o fenômeno da dilatação observado logra ser reversível com a temperatura.

O problema da dinâmica de defeitos, porém, não é tão simples quando se tem um estado termodinâmico de não equilíbrio; isto é, defeitos em concentrações maiores do que aquelas em equilíbrio térmico. Isto ocorre quando, além dos defeitos termicamente produzidos, tem-se uma fonte adicional a produzi-los, resultando num fluxo não estacionário. Essa fonte pode ser, por exemplo, a irradiação por partículas energéticas capazes de, na transmissão de energia, “arrancar” átomos de suas posições na rede, aumentado as concentrações de defeitos. É importante observar que no exemplo acima, bem como em outros exemplos que poderíamos relacionar como compressão, tração, torção, etc.; o estado de não equilíbrio é estabelecido a partir da atuação de um campo externo. Os fluxos resultantes do estado termodinâmico de não equilíbrio podem, como já foi comprovado dentro de certas faixas de temperatura, provocar acúmulos de defeitos cujos efeitos são irreversíveis num simples processo de resfriamento.

A figura abaixo ilustra o aglomerado NGC-1851, cuja forma globular poderá ocorrer em cristais. De fato, trata-se de um grande aglomerado da constelação Columba, localizada no hemisfério sul, a cerca de 45.000 anos-luz de nós.

Aglomerado Globular NGC 1851
Ilustração para o Acúmulo de Defeitos num Cristal.
“Courtesy NASA/JPL-Caltech.”

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 2)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 3)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 4)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 5)


O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 6)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 7)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 8 )

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 9)

O Universo de Defeitos em Cristais (Parte 10)

1 Comentário

  1. Walisson Dodó said,

    05/09/2009 às 14:09

    O universo é muuuuuuuuuuuuuuiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiito lindo e mágico!


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