CONCEITOS. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho

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1 CONCEITOS

2 Materiais e Processos de Produção ESTRUTURA DA MATÉRIA ÁTOMOS PRÓTONS NÊUTRONS ELÉTRONS MOLÉCULAS ESTADOS DA MATÉRIA TIPO DE LIGAÇÃO ESTRUTURA (ARRANJO) IÔNICA COVALENTE METÁLICA CRISTALINO AMORFO GASOSOS SÓLIDOS LÍQUIDOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO METAIS POLÍMEROS CERÂMICOS E VÍTREOS COMPÓSITOS PROPRIEDADES QUÍMICAS ELÉTRICAS TÉRMICAS MAGNÉTICAS ÓTICAS MECÂNICAS

3 Tabela Periódica dos Elementos

4 Estrutura (Arranjo) Materiais i Cristalinos e Amorfos Materiais cristalinos: sólidos que apresentam ordem de longo alcance (periodicidade maior que comprimento de ligações) Monocristalinos oc osouou policristalinos (contornos de grão) Materiais amorfos, vítreos, não-cristalinos: sólidos que não apresentam ordem de longo alcance

5 Arranjo Cristalino e Amorfo a) Dióxido de silício cristalino Sílica b) Dióxido de silício não cristalino Sílica

6 Materiais Policristalinos Contornos de grão [Barsoum, 1997] Grão Grão A Orientação da célula unitária no grão A Grão B Orientação da célula unitária no grão B

7 Comportamento dos Materiais Tv = temperatura de transição vítrea Tf = temperatura de fusão

8 Materiais Metálicos São materiais cristalinos compostos de um único metal ou ligas. São requeridos por suas características de brilho, cor, durabilidade e propriedades mecânicas, elétricas, etc. Ex: Alumínio, Ouro 18, bronze, etc.

9 Polímeros São materiais não-metálicos, geralmente orgânicos, compostos por grandes cadeias de moléculas cujas estruturas são compostas por pequenas unidades de repetição. Comumente são leves e apresentam baixo custo. Ex: Polietileno, PVC, Policarbonato, etc.

10 Materiais Cerâmicos São compostos iônicos, i que sob tratamento térmico apresentam elevações expressivas de suas resistências mecânicas. Se dividem em cerâmicas tradicionais cujas matérias as primas são argilominerais as (tijolos, telhas, porcelanas, etc.) e cerâmicas avançadas (componentes eletrônicos, aeroespaciais, protéticos, etc.)

11 Vidros São um grupo de materiais i cerâmicos. São sólidos amorfos obtidos por aquecimento de material cristalino, seguido de resfriamento sem que haja cristalização. Os mais comuns são o vidro de silicato de sódio (vidro soda) e silicato de boro (pyrex).

12 Materiais Compósitos São combinações dos materiais i anteriores, mas que apresentam propriedades distintas de seus constituintes separadamente. São constituídos por fase matriz e fase dispersa dspesaou agente de reforço. eoço Ex: Concreto, concreto armado, fibra de vidro, fibra de carbono, etc.

13 Oxidação X Corrosão Oxidação éaperda de elétrons de um elemento pela sua combinação com o oxigênio. X Corrosão metálica é a transformação de um metal ou liga, pela sua interação química ou eletroquímica, num determinado d meio de exposição. O processo resulta na formação de produtos de corrosão e na liberação de energia. Esta transformação resulta em perda de massa do material.

14 Propriedades Mecânicas Tenacidade d Dureza Permeabilidade d x Higroscopicidade i id d x Eflorescência Resistência à abrasão Resistência i à tração Resistência à compressão Resistência i à flexão Resistência à torção Cisalhamento Fadiga

15 Tenacidade Tenacidade é o carregamento necessário para levar um material à ruptura, é a propriedade dos materiais que mede a sua resistência a ser quebrado, dobrado ou esmagado. A tenacidade é expressa em termos qualitativos como quebradiço, frágil, dúctil, maleável, séctil (facilidade ao ser cortado), flexível l eelástico. Tal energia pode ser calculada através da área num gráfico Tensão - Deformação do material, portando basta integrar a curva que define o material, da origem até a ruptura.

16 Dureza Medida da resistência de um material à deformação por indentação da sua superfície ou por abrasão [Callister, 2002]. A medida da resistência de um material ao risco é dada pela Escala Mohs.

17 Dureza Tabela de comparação

18 Permeabilidade x Higroscopicidade x Eflorescência A permeabilidade é a capacidade de certos materiais de transmitir os fluidos. A higroscopicidade é a capacidade de certos materiais de absorver os fluidos. A eflorescência é a capacidade de certos materiais de libertarem umidade no ambiente.

19 Resistência à Abrasão Resistência apresentada por um corpo quando este é atritado à um outro.

20 Resistência à Tração Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos divergentes ao longo do seu eixo longitudinal. l Esforços que tende a alongá-lo ou esticá-lo.

21 Resistência à Compressão Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos convergentes ao longo do seu eixo longitudinal. Esforços que tende a comprimi-lo.

22 Resistência à flexão Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos perpendicular ao seu eixo longitudinal. Esforços que tende a dobrá-lo. Flexão - σ = Tensão no momento da fratura em um ensaio de dobramento ou flexão [Callister, 2002].

23 Resistência à Torção Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos que provocam giro do mesmo em torno do seu eixo.

24 Cisalhamento Força aplicada com o objetivo de causar o deslizamento de duas partes adjacentes de um mesmo corpo uma em relação a outra, em uma direção paralela ao seu plano de contato [Callister, 2002].

25 Fadiga Falha, em níveis relativamente baixos de tensão, de estruturas sujeitas a tensões flutuantes t e cíclicas [Callister, 2002].

26 Tensão X Deformação

27 Propriedades Mecânicas Comportamento Dúctil / Frágil; Quando um material, submetido a um determinado d esforço, apresenta deformações plásticas significativas antes da ruptura, diz-se que este apresenta comportamento Dúctil.

28 Propriedades Mecânicas Comportamento Dúctil / Frágil; Quando um material, submetido a um determinado d esforço, não apresenta deformações plásticas significativas antes da ruptura, diz-se que este apresenta comportamento Frágil.

29 Propriedades Mecânicas O tipo de fratura (dúctil ou frágil) não é uma propriedade do material, mas sim, um comportamento devido às condições impostas como: carregamento, temperatura e taxa de deformação.