Ciências dos materiais- 232

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1 1 Ciências dos materiais a aula Apresentação do curso Características gerais nos materiais de engenharia. Quinta Quinzenal Semana par 10/02/ Professor: Luis Gustavo Sigward Ericsson Curso: Engenharia Mecânica Série: 5º/ 6º Semestre _CienciasMateriais_Aula01.pd

2 Conteúdo I - OBJETIVOS GERAIS Proporcionar aos alunos conhecer os diversos tipos de materiais, suas características, propriedades e aplicações. II - OBJETIVOS ESPECÍFICOS Correlacionar as microestruturas com as propriedades dos materiais metálicos. Capacitar o aluno quanto aos procedimentos e metodologias de ensaios para medição de propriedades mecânicas de materiais metálicos. Desenvolver no aluno conhecimento sobre processos de tratamento térmicos objetivando determinadas propriedades. Estudos de normas e materiais envolvidos. 2

3 Bibliografia CALLISTER Jr., W. D. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. 7ª Edição. Rio de Janeiro: LTC Editora,

4 Definições Ciência dos Materiais Investigação das correlações que existem entre as estruturas e propriedades de materiais. Engenharia de materiais Projetar, desenvolver ou aperfeiçoar técnicas de processamento de materiais (= técnicas de fabricação) com base nas relações composição/estrutura e propriedades. Desenvolver formas de produção de materiais socialmente desejáveis a custo socialmente aceitável. 4

5 Definições Ciência e Engenharia dos Materiais são campos intimamente interligados e interdisciplinares Ciência e Engenharia dos Materiais é a área da atividade humana associada com a geração e a aplicação de conhecimentos que relacionam composição, estrutura e processamento de materiais às suas propriedades e usos. Objetivos: Desenvolvimento de materiais já conhecidos visando novas aplicações ou visando melhorias no desempenho. Desenvolvimento de novos materiais para aplicações conhecidas. Desenvolvimento de novos materiais para novas aplicações. 5

6 Objetivo da Ciência e Engenharia de Materiais 6

7 Composição e Estrutura Composição Natureza química dos materiais Estrutura Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo Pode ( e deve) ser analisada em diversas escalas: Estrutura em escala atômica ( menor ou igual a nm = 10-9 m) Nanoestrutura (da ordem de nm) o Sólidos amorfos (alguns nm) e sólidos cristalinos (~> 100nm até mm= 10-3 m) Microestrutura (alguns mm = 10-6 m até mm) Macroestrutura (normalmente que mm) 7

8 Composição e Estrutura 8

9 Processamento e Desempenho Processamento: Conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades específicas Desempenho: Resposta do material a um estímulo externo, presente nas condições reais de utilização 9

10 Propriedades dos Materiais Propriedade Tipo e intensidade da resposta a um estímulo que é imposto ao material As principais propriedades são: Mecânicas Elétricas Térmicas Magnéticas Ópticas Deteriorativa (corrosão, oxidação, desgaste) 10

11 Classificação dos materiais Metais Cerâmicas Polímeros Compósitos Semicondutores 11

12 Metais Propriedades básicas Resistentes (suportam tensões elevadas antes de romper); Dúcteis (deformam antes de romper); Não transparente; Bons condutores de corrente elétrica e calor. 12

13 Cerâmicas Propriedades básicas Alto ponto de fusão e estabilidade térmica (refratários); São isolantes térmicos e elétricos; São frágeis ( rompem sem deformar) Podem ser transparentes. 13

14 Polímeros Propriedades básicas A maioria dos polímeros é sintética (feita pelo homem); Materiais altamente moldáveis; Baixa densidade; Em geral são menos resistentes do que metais e cerâmicas; 14

15 Compósitos Combinação dos 3 anteriores; Ex: Fibra de carbono e vidro. 15

16 Semicondutores Propriedades básicas Condutividade controlada pela presença de impurezas (dopantes); Podem ser combinados entre si para gerar propriedades eletrônicas e óticas sob medida ; 16