Universidade Estadual de Ponta Grossa PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DIVISÃO DE ENSINO

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1 Universidade Estadual de Ponta Grossa PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DIVISÃO DE ENSINO PROGRAMA DE DISCIPLINA SETOR: Ciências Agrárias e de Tecnologia DEPARTAMENTO: Engenharia de Materiais DISCIPLINA: Ciência dos Materiais CÓDIGO: 2040 Carga Horária Total: 170 horas Destina-se para o curso de: Engenharia de Materiais EMENTA Ligações químicas. Arranjos atômicos. Imperfeições nos cristais. Estrutura de polímeros. Introdução à solidificação. Diagramas de equilíbrio. Propriedades mecânicas. Propriedades elétricas, magnéticas e ópticas. Introdução aos materiais compósitos. Fundamentos de processamento de materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos. Noções de difração de raios-x. OBJETIVOS GERAIS - Transmitir os conhecimentos básicos da estrutura dos diversos tipos de materiais e relacionar esta estrutura com as propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas e ópticas. - Transmitir o fundamento dos processos de produção dos diversos tipos de materiais. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Transmitir os conhecimentos básicos dos tipos de ligação química e como estas ligações geram as estruturas cristalinas. Desenvolver os conceitos de estrutura cristalina, sua identificação e como estas estruturas geram as propriedades dos materiais. Desenvolver os conceitos de defeitos de estrutura cristalina e como estes defeitos alteram as propriedades dos materiais. Dar noções de processamento de materiais metálicos. Dar noções de processamento de materiais cerâmicos. Dar noções de processamento de materiais poliméricos.

2 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA ESTRUTURAÇÃO DO CONTEÚDO DA DISCIPLINA: CONTEÚDO Nº DA UNIDADE Nº DE HORAS/ AULA Introdução à relação Estrutura-Propriedade-Processamento Revisão sobre estrutura atômica Estrutura dos átomos Estrutura eletrônica dos átomos Ligações químicas Ligações Iônicas Ligações Covalentes Ligações Metálicas Ligações Secundárias ( ligações de van der Waals), Ligações Mistas, Distâncias interatômicas Raios atômicos e raios iônicos, Número de coordenação 04 Estrutura cristalina Cristalinidade e células unitárias Redes espaciais Estruturas cristalinas dos materiais, Alotropia Posições atômicas nas células unitárias cúbicas Direções nas células unitárias cúbicas Planos cristalográficos e índices de Miller Difração de raios-x Fontes de raios-x, Fenômeno da difração Difração de raios-x e a Lei de Bragg Técnicas de difração de raios-x Identificação da estrutura cristalina dos sólidos 06 Defeitos em sólidos Impurezas, soluções sólidas e estequiometria Defeitos puntuais Defeitos lineares Defeitos superficiais Defeitos volumétricos HORAS/ AULA TOTAL 16 11

3 Monocristais e policristais Observação de defeitos por Microscopia Ótica e Eletrônica 07 Difusão em sólidos Processos cinéticos em sólidos Mecanismos de difusão Difusão no estado estacionário Difusão no estado não estacionário Aplicações industriais do processo de difusão 08 Introdução à solidificação Nucleação homogênea Raio crítico e super-resfriamento Nucleação heterogênea Crescimento de cristais 09 Diagramas de fases Definições e conceitos básicos Diagrama de substâncias puras Regra das fases de Gibbs Sistemas binários com solução sólida completa Regra da alavanca Reações invariantes Sistemas binários eutéticos Sistemas binários eutéticos com fases intermediárias Sistemas binários peritético e monotético Sistemas ternários Sistema Ferro-Carbono 10 Materiais metálicos Principais estruturas cristalinas dos metais Conceitos de tensão e deformação Dureza e ensaios de dureza Deformação elástica Deformação plástica Discordâncias e a deformação plástica Mecanismos de aumento de resistência em metais Recuperação, recristalização e crescimento de grão 22 26

4 Falha Desenvolvimento da microestrutura e alterações das propriedades mecânicas dos metais Processamento de materiais metálicos Tratamentos térmicos de materiais metálicos Aços e ferros fundidos Ligas não ferrosas 11 Materiais cerâmicos Principais estruturas dos materiais cerâmicos Estruturas dos silicatos Propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos Processos de conformação Sinterização Cerâmicas tradicionais Cerâmicas avançadas Refratários Vidros 12 Materiais Poliméricos Moléculas poliméricas Processos de polimerização Cristalinidade e estereoisomerismo Termofixos Termoplásticos Processamento de materiais poliméricos Propriedades mecânicas dos materiais poliméricos Fluência, Relaxação de tensão, Fratura 13 Introdução aos materiais compósitos Compósitos reforçados com partículas Compósitos reforçados com fibras Compósitos estruturais 14 Propriedades elétricas e eletrônicas dos materiais Condução Semicondutividade Dielétricos

5 Supercondutividade 15 Propriedades magnéticas dos materiais Conceitos básicos Tipos de magnetismos Materiais magnéticos duros e moles Armazenamento de informações Supercondutividade 16 Propriedades térmicas dos materiais Capacidade calorífica Expansão térmica Condutividade Tensões térmicas 17 Propriedades óticas dos materiais Conceitos básicos Refração Reflexão Absorção Transmissão Cor Aplicações de fenômenos óticos 07

6 Universidade Estadual de Ponta Grossa MÉTODOS E TÉCNICAS DE ENSINO EMPREGADOS NA DISCIPLINA: Aulas expositivas com a utilização de quadro negro e de retroprojetor. Listas de exercícios. BIBLIOGRAFIA BÁSICA E/OU COMPLEMENTAR: 1- Lawrence H. Van Vlack Princípios de Ciência e Tecnologia dos Materiais 4 a Edição 2- R. A. Higgins Propriedades e Estruturas dos Materiais em Engenharia 3- Donald R. Askeland The Science and Engineering of Materials 3 a Edition 4- James F. Shackelford Introduction to Materials Science for Engineers 3 a Edition 5- W. D. Calister Jr. Materials Scince and Engineering an introduction 3 a Edition 6- William F. Smith Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais 3 a Edição REGISTRADO EM REUNIÃO DEPARTAMENTAL NO DIA DE DE 200 CHEFE DO DEPARTAMENTO