Vetor de hambúrgueres - Burgers vector

Na ciência dos materiais , o vetor Burgers , batizado em homenagem ao físico holandês Jan Burgers , é um vetor , frequentemente denominado b , que representa a magnitude e a direção da distorção da rede resultante de um deslocamento em uma rede cristalina .

Vetor de hambúrgueres em um deslocamento de borda (à esquerda) e em um deslocamento de parafuso (à direita). O deslocamento da borda pode ser imaginado como a introdução de um meio plano (caixas cinza) que não se ajusta à simetria do cristal. O deslocamento do parafuso pode ser imaginado como uma operação de corte e cisalhamento ao longo de um meio plano.

A magnitude e a direção do vetor são mais bem compreendidas quando a estrutura de cristal portadora de deslocamento é visualizada pela primeira vez sem o deslocamento, ou seja, a estrutura de cristal perfeita . Nessa estrutura cristalina perfeita , um retângulo cujos comprimentos e larguras são múltiplos inteiros de "a" (o comprimento da borda da célula unitária ) é desenhado abrangendo o local da origem do deslocamento original. Uma vez que este retângulo abrangente é desenhado, o deslocamento pode ser introduzido. Esse deslocamento terá o efeito de deformar não apenas a estrutura cristalina perfeita, mas também o retângulo. O referido retângulo pode ter um de seus lados separado do lado perpendicular, cortando a conexão dos segmentos de linha de comprimento e largura do retângulo em um dos cantos do retângulo e deslocando cada segmento de linha um do outro. O que antes era um retângulo antes da introdução do deslocamento é agora uma figura geométrica aberta, cuja abertura define a direção e a magnitude do vetor Burgers. Especificamente, a largura da abertura define a magnitude do vetor Burgers e, quando um conjunto de coordenadas fixas é introduzido, um ângulo entre as extremidades do segmento de linha de comprimento do retângulo deslocado e o segmento de linha de largura pode ser especificado.

Ao calcular o vetor Burgers de forma prática, pode-se desenhar um circuito retangular no sentido anti-horário a partir de um ponto inicial para incluir o deslocamento (veja a figura acima). O vetor Burgers será o vetor para completar o circuito, ou seja, do final ao início do circuito.

A direção do vetor depende do plano de deslocamento, que geralmente está em um dos planos cristalográficos mais próximos. A magnitude é geralmente representada pela equação (para redes BCC e FCC apenas):

onde a é o comprimento da borda da célula unitária do cristal, || b || é a magnitude do vetor Burgers eh , k , e l são os componentes do vetor Burgers, b = , e o coeficiente a / 2 é devido ao fato de que nas redes BCC e FCC, os vetores de rede mais curtos podem ser expressos . Comparativamente, para redes cúbicas simples, b = e, portanto, a magnitude é representada por

Na maioria dos materiais metálicos, a magnitude do vetor Burgers para um deslocamento é de uma magnitude igual ao espaçamento interatômico do material, uma vez que um único deslocamento compensará a rede cristalina por uma unidade de espaçamento cristalográfico compactado.

Em deslocamentos de borda , o vetor Burgers e a linha de deslocamento são perpendiculares um ao outro. Em deslocamentos de parafuso , eles são paralelos.

O vetor Burgers é significativo na determinação da resistência ao escoamento de um material, afetando o endurecimento por soluto , endurecimento por precipitação e endurecimento por trabalho . O vetor Burgers desempenha um papel importante na determinação da direção da linha de deslocamento.

Veja também

Referências

  1. ^ Callister, William D. Jr. "Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais", John Wiley & Sons , Inc. Danvers, MA. (2005) /
  2. ^ "Vetor de hambúrgueres, b" . www.princeton.edu .
  3. ^ Kittel, Charles, " Introduction to Solid State Physics ," 7ª edição, John Wiley & Sons , Inc, (1996) pp 592-593.

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