Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 20.Problemas de Projetos - Ex. P1
Deseja-se uma liga cobalto-níquel com magnetização de saturação de . Especifique sua composição em termos da porcentagem em peso de níquel. O cobalto apresenta estrutura cristalina HC com uma razão de 1,623, enquanto a solubilidade máxima do Ni no Co à temperatura ambiente é de aproximadamente 35%p. Assuma que o volume da célula unitária para essa liga seja o mesmo da célula unitária de Co puro.
Passo 1
Fala ai! Pra responder essa questão vamos precisar calcular a magnetização de saturação, que é dada por essa expressão aqui:
Onde
Agora a gente vai ter que usar as informações que o problema deu pra gente pra descobrir o número de de magnétons de Bohr e com isso calcular a composição da liga, beleza?
Passo 2
Primeiro temos que calcular o volume da célula unitária. Pra estrutura hexagonal, é dado por:
Sabemos que e
O raio atômico do Cobalto é 0,200 nm. Então temos que:
Vamos calcular então o número de magnétons de Bohr:
Lembrando que o momento magnético por magnéton de Bohr é um valor conhecido: e que as unidades tem que estar ok!
Passo 3
Beleza, agora a gente já sabe quantos magnétons de Bohr temos por célula unitária: .
Agora, tem algumas coisas que temos que levar em consideração pra calcular a composição:
- A estrutura HC comporta aproximadamente 6 moléculas.
- A solubilidade máxima do Ni no Co é de 35%p.
- Cada átomo de níquel tem 2 magnétons de Bohr e cada átomo de cobalto tem 3 magnétons de Bohr.
Uma combinação que satisfaz todos os requisitos são aproximadamente 5 átomos de Co + 2 átomos de Ni por célula unitária.
Em porcentagem de peso teríamos:
Resposta
28%p de Ni.