1. Identificação Nome e código: ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS (TE04060) Nome do professor: Prof. Dr. Jorge Teófilo de Barros Lopes Período: 4º Ano letivo: 2012 Carga horária total: 102 horas Carga horária semanal: 06 Turma: 2011 Número de alunos por turma: 20 Monitores: nenhum 2. Importância da disciplina A produção e a transformação de materiais em bens acabados constituem uma das mais importantes atividades de uma economia moderna. Aos engenheiros cabe conceber a maioria dos produtos fabricados e definir as tecnologias necessárias para a sua produção. A manufatura de um produto requer uma etapa de planejamento de produção, onde são selecionados diversos materiais, de acordo com custos e, principalmente, com as necessidades técnicas exigidas. A elaboração desta etapa exige do seu responsável a noção das estruturas internas e das propriedades dos materiais, pois esses conhecimentos permitem prever o comportamento do material em serviço, bem como possibilita programar e controlar as suas propriedades e características. Tais conhecimentos, portanto, tornam os engenheiros aptos a selecionar os mais adequados materiais para cada aplicação, e a serem capazes de desenvolver os melhores processos de produção. 3. Objetivos da disciplina - Proporcionar ao aluno o conhecimento básico das características dos principais sistemas cristalinos que compõem as estruturas em nível atômico dos materiais metálicos e nãometálicos - Abordar, em seu aspecto metalúrgico, o diagrama Tensão x Deformação para um material dútil e para um material frágil; - Conceituar, analisar e comparar as principais propriedades mecânicas e de fabricação de um material dútil e de um material frágil; - Identificar relações existentes entre os sistemas cristalinos acima mencionados e as propriedades mecânicas, de fabricação e físicas de um material; - Desenvolver e estimular no discente o interesse e o senso crítico pela pesquisa e/ou atuação específica na área de materiais e processos de fabricação. 4. Ementa da disciplina Introdução. Ligações atômicas. Estruturas cristalinas. Imperfeições cristalinas. Estruturas cristalinas em materiais cerâmicos; Estruturas moleculares; Estruturas amorfas; Propriedades dos materiais. Ensaios mecânicos de materiais. 5. Conteúdo programático da disciplina Para efeito didático, o conteúdo da disciplina foi dividido em 09 (nove unidades), assim discriminadas:
1. Introdução 1.1. O que é Ciência dos Materiais 1.2. Classificação dos materiais 1.3. Estrutura e propriedades dos materiais 2. Ligações atômicas 2.1. A estrutura do átomo (revisão) 2.2. A estrutura eletrônica do átomo (revisão) 2.3. Ligações atômicas 2.4. Distância interatômica e energia de ligação 2.5. Número de coordenação 2.6. Exercícios 3. Estruturas cristalinas 3.1. Introdução 3.2. Principais estruturas cristalinas 3.3. Seqüência de empilhamento 3.4. Alotropia 3.5. Posições, direções e planos em cristais 3.6. Planos e direções compactos 3.7. Sistemas de deslizamento 3.8. Comportamento isotrópico e anisotrópico 3.9. Espaçamento e ângulos interplanares 3.10. Sítios intersticiais 3.11. Espaçamento de repetição 3.12. Densidades atômicas no cristal 3.13. Exercícios 4. Solidificação e imperfeições cristalinas 4.1. Introdução 4.2. Solidificação de metais 4.3. Soluções sólidas metálicas 4.4. Imperfeições cristalinas 4.5. Defeitos pontuais 4.6. Defeitos lineares (discordâncias) 4.7. Defeitos superficiais 4.8. Defeitos volumétricos 4.9. Exercícios
5. Estruturas cristalinas em materiais cerâmicos 5.1. Introdução 5.2. Estruturas dos compostos cerâmicos AX 5.3. Estruturas dos compostos cerâmicos A n X n 5.4. Exercícios 6. Estruturas moleculares 6.1. Introdução 6.2. Natureza das ligações em materiais moleculares 6.3. Isômeros 6.4. Hidrocarbonetos 6.5. Processos de polimerização 6.6. Estrutura dos materiais poliméricos 6.7. Exercícios 7. Estruturas amorfas 7.1. Introdução 7.2. Metais amorfos 7.3. Exercícios 8. Propriedades dos materiais 8.1. Introdução 8.2. Propriedades Físicas 8.3. Propriedades químicas 8.4. Exercícios 9. Ensaios mecânicos dos materiais 9.1. Introdução (propriedades dos materiais; ensaios mecânicos dos materiais) 9.2. Ensaio de tração 9.3. Ensaio de dureza 9.4. Ensaio de compressão 9.5. Ensaio de impacto 9.6. Ensaio de fadiga 9.7. Outros ensaios 9.8. Exercícios 6. Bibliografia Básica ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep P. The science and engineering of materials. 4. ed. California: Brooks/Cole-Thomson Learning, 2003. DIETER, G.E. Metalurgia mecânica. 2 a Ed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Dois, 1981.
CALLISTER JR., William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. PADILHA, A.F. Materiais de engenharia: microestrutura e propriedades. Curitiba: Hemus, 2000. SMITH, William F. Princípios de ciência e engenharia de materiais. 3.d. New York: McGraw- Hill, 1998. SHACKELFORD, James F. Ciência dos materiais. 6ed. São Paulo: Editora Pearson Education (Universitários), 2008. 7. Estratégias de ensino/aprendizagem O curso será ministrado utilizando-se recursos audiovisuais. Durante as aulas serão entregues listas de exercícios aos alunos, cujas questões poderão ser utilizadas nas avaliações parciais como forma de incentivo ao aprendizado. Apostilhas e arquivos com os assuntos ministrados estarão à disposição dos alunos para que providenciem cópias ou impressões. 8. Avaliações As avaliações ocorrerão como provas escritas, em pelo menos 04 (quatro) ocasiões, podendo ou não conterem questões das listas de exercícios propostas aos discentes em cada unidade. Cada uma das avaliações terá um total de 10 (dez) pontos que serão distribuídos conforme o número e o nível de dificuldade das questões. O conceito na disciplina será atribuído de acordo com a média aritmética das pontuações obtidas nas avaliações, respeitando-se, inicialmente, a seguinte tabela de equivalência numérica: SITUAÇÃO CG CONDIÇÃO APROVAÇÃO EXC BOM REG Excelente - Pontuação maior ou igual a 9 Bom - Pontuação maior ou igual a 7 e menor que 9 Regular - Pontuação maior ou igual a 5 e menor que 7 INS Insuficiente - Pontuação menor que 5, mesmo que tenha alcançado a frequência mínima. SF Sem Frequência - Frequência nas aulas inferior a 75% da carga horária ministrada, independentemente dos conceitos nas avaliações, salvo se o mesmo já REPROVAÇÃO tiver cursado a disciplina com reprovação por conceito INS. SAP Sem Aproveitamento - Se o discente faltar, pelo menos, em uma das avaliações, mesmo que tenha alcançado a frequência mínima e obtido média maior ou igual a 5 nas outras avaliações. SR Sem rendimento Discente sem frequência e sem avaliações. OBSERVAÇÃO Dependendo da frequência, participação e interesse em sala de aula, o discente poderá ter a sua pontuação elevada, o que, em alguns casos, permitirá que alcance um conceito superior.
9. CONTATOS: E-mail: teofilo@ufpa.br Fones: (91) 3242-6994; (91) 9982-8501 Blog: jorgeteofilo.wordpress.com