Técnicas de Avaliação e Classificação de Materiais

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Questão 1) - 1,00 ponto(s)
Técnicas de avaliação microscópicas são ferramentas muito úteis no estudo e caracterização de materiais, pois, vez ou outra, é necessário ou desejável examinar os elementos estruturais e os defeitos que influenciam as propriedades dos materiais. Por exemplo, a forma e o tamanho médio ou diâmetro dos grãos para um material policristalino são características estruturais importantes. No entanto, na maioria dos materiais, os grãos constituintes são de dimensões microscópicas, com diâmetros que podem ser da ordem de micrômetros, e seus detalhes devem ser investigados em algum tipo de microscópio. O tamanho e a forma do grão são apenas duas características do que é denominado microestrutura do material.
 
CALLISTER JR., W. D. Materials science and engineering: an introduction. 7. ed. New York: John Wiley & Sons, 2007 (adaptado).
 
Uma das técnicas de micrografia utilizadas para determinar o tamanho do grão em materiais policristalinos é o método ASTM, que associa ao material avaliado um tamanho correspondente de acordo com o número de grãos presentes em uma determinada área do material, devidamente preparada e com ampliação padrão.
 
Diante disso, considerando-se que, ao realizar a análise de uma micrografia com ampliação de 100x, um analista de laboratório identificou 128 grãos por polegada quadrada no material analisado, é correto afirmar que o número ASTM de tamanho de grão do material calculado pelo analista foi, aproximadamente,
A) 
6.
 
B) 
8.
 
C) 
12.
 
D) 
E) 
10.
14.
 Questão 2) - 1,00 ponto(s)
Muitas vezes é importante considerar as propriedades elétricas dos materiais quando se está fazendo a seleção ou tomando decisões durante o projeto de um componente ou de uma estrutura. Os comportamentos elétricos dos diferentes materiais são diversos. Alguns são altamente condutores elétricos (por exemplo, os fios para conexão elétrica), enquanto de outros são exigidas propriedades de isolamento elétrico (por exemplo, para encapsulamento do pacote de proteção). Em contraposição a condutividade elétrica dos semicondutores não é tão alta quanto aquela apresentada pelos metais nem tão insignificante quanto dos semicondutores.
 
Disponível em: <http://www.portalsaberlivre.com.br/manager/uploads/educacional/1340297609.pdf>. Acesso em: 29 mar. 2019.
Considerando o texto e a classificação dos materiais semicondutores, avalie as afirmações a seguir.
 
I. Os semicondutores comerciais são extrínsecos, isto é, o comportamento elétrico é determinado pelas impurezas externas.
II. Os semicondutores são chamados de extrínsecos quando as características elétricas são ditadas pelos átomos de impurezas. 
III. Os semicondutores intrínsecos são aqueles em que o comportamento elétrico está baseado na estrutura inerente ao metal puro.
 
É correto o que se afirmar em
A) 
I, II e III.
B) 
II e III, apenas.
C) 
I e II, apenas.
D) 
I, apenas.
E) 
III, apenas.
Questão 3) - 1,00 ponto(s)
Materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade segundo a qual os átomos ou íons estão arranjados em relação uns aos outros. Um material cristalino apresenta os átomos situados em um arranjo que se repete ou que é periódico ao longo de grandes distâncias atômicas. A estrutura cristalina encontrada em muitos metais possui uma célula unitária com geometria cúbica, com os átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo. Alguns dos metais mais familiares que possuem essa estrutura cristalina são o cobre, o alumínio, a prata e o ouro.
 
Assim sendo, qual é a estrutura cristalina do cobre e do ouro descrita acima?
A) 
CFC – Cúbica de Face Centrada
B) 
 CFC – Cúbica de Ferro Centrado
C) 
HC – Hexagonal Compacta
D) 
CCC – Cúbica de Corpo de Centrado
E) 
CCC – Cúbica de Cilíndrica Centrada
As fases presentes, após resfriamento muito lento das ligas ferro-carbono, podem ser identificadas no diagrama de fases Fe-Fe3C  para diferentes temperaturas e composições de até 6,67% de carbono. Em determinadas circunstâncias, o Fe3C pode se decompor em fases mais estáveis de ferro e carbono. No entanto, na maioria das situações práticas, o Fe3C é bastante estável. 
O diagrama Fe-Fe3C apresenta as fases sólidas conforme figura a seguir.
 
SMITH, William; HASHEMI, Javad. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais. São Paulo: McGraw Hill, 2012, p. 256.
 
Considerando o texto e a imagem, pode-se afirmar que, entre as fases do diagrama Fe3C, a fase que é um composto intermetálico Fe3C, que apresenta limites de solubilidade desprezíveis e possui uma composição de 6,67% C e 93,3%, caracterizando-se também por ser um composto duro e frágil é a
A) 
fase sólida de ferrita.
B) 
fase sólida de cementita.
C) 
fase sólida de bainita.
D) 
fase sólida de perlita.
E) 
fase sólida de austenita.
Questão 5) - 1,00 ponto(s)
Materiais magnéticos são utilizados nos diversos projetos na área de engenharia mecânica, de automação, automotiva e principalmente na engenharia elétrica. Esses materiais, dependendo de sua classificação, são utilizados em aplicações nas quais o material deve ser facilmente magnetizado e desmagnetizado, tais como núcleos de transformadores de potência de linhas de distribuição de energia, pequenos transformadores eletrônicos e materiais para estatores e rotores de motores e geradores, ou ainda utilizados em aplicações que requerem ímãs permanentes que não se desmagnetizem facilmente, tais como os ímãs de alto-falantes, receptores de telefones, motores síncronos e sem escova e motores de partida de automóveis. Novos materiais magnéticos têm sido desenvolvidos para os projetos de engenharia, como os materiais vítreos metálicos são usados para fabricação dos núcleos magnéticos de transformadores de potência de linhas de distribuição elétrica. A utilização de ligas vítreas metálicas amorfas, muito moles magneticamente, nos núcleos dos transformadores, reduz as perdas de energia em cerca de 70% em comparação aos núcleos fabricados com ligas de ferro silício convencionais.
 
 
SMITH, W. F. Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais. 5. ed.  Porto Alegre: AMGH, 2012.
 
 
Em relação aos materiais magnéticos, julgue os itens a seguir.
 
 
I. Os materiais magnéticos são classificados em três grandes grupos, sendo eles os materiais magnéticos duros, os materiais magnéticos intermediários ou semiduros e os materiais magnéticos moles.
 
II. Os metais ferromagnéticos como o aço, ferro, cobalto, níquel, estanho e titânio são os únicos elementos metálicos que, quando magnetizados à temperatura ambiente, são capazes de gerar um forte campo magnético em torno de si mesmos.
 
III.  Nos materiais magnéticos ocorre o fenômeno bipolar, pois ainda não foi descoberto nenhum material com monopolo magnético. Há sempre dois pólos magnéticos, ou centros de um campo magnético, separados por uma distância finita e este comportamento bipolar se estende aos pequenos dipolos magnéticos encontrados em alguns átomos.
 
 
É correto o que se afirma em
A) 
I, II e III.
B) 
I, apenas.
C) 
I e II, apenas.
D) 
III, apenas.
E) 
II e III, apenas.
Questão 6) - 1,00 ponto(s)
Qualquer material constituído de dois ou mais materiais diferentes com propriedades físico-químicas distintas podem ser considerados como material compósito. As propriedades dos compósitos dependem  das características do reforço (quantidade, tamanho, forma e distribuição). O reforço pode ser particulado, fibroso (apresentando fibras longas ou curtas) ou estrutural (laminado).
Com relação ao tipo de matriz que compõe o material compósito, analise as proposições a seguir e a relação entre elas. 
 
I – As matrizes podem ser poliméricas.
PORQUE 
II – As matrizes podem ser compostas por materiais metálicos.
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
 
A) 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
B) 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
C) 
As asserções I e II são proposições falsas.
D) 
A asserçãoI é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
E) 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Questão 7) - 1,00 ponto(s)
A ordenação atômica em sólidos cristalinos indica que pequenos grupos de átomos formam um padrão repetitivo. Nesse sentido, ao descrever estrutura cristalina, torna-se conveniente subdividir a estrutura em pequenas entidades que se repetem, chamadas células unitárias.
Um tipo comum de estrutura cristalina encontrada em metais, possui uma célula unitária cúbica, com átomos localizados em todos os oito vértices e um único átomo localizado no centro do cubo. O cromo, o ferro, o tungstênio, bem como diversos outros metais exibem esse tipo de estrutura cristalina.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a estrutura cristalina presente em metais como o ferro e o tungstênio.
A) 
CFC – Cúbica de Ferro Centrado.
B) 
CCC – Cúbica de Cilíndrica Centrada.
C) 
CCC – Cúbica de Corpo de Centrado.
D) 
HC – Hexagonal Compacta.
E) 
CFC – Cúbica de Face Centrada.
Questão 8) - 1,00 ponto(s)
A fração de luz transmitida por um dado material depende da quantidade de luz refletida e absorvida pelo material, sendo assim, todo material absorve luz até certo ponto em virtude das interações dos fótons de luz com as estruturas eletrônica e de ligações dos átomos, íons ou moléculas que compõem o material (absortividade). Valores médios típicos do índice de refração para alguns vidros e sólidos cristalinos são valores que vão de cerca de 1,4 a 2,6, sendo que a maioria dos vidros silicatos apresenta valores entre 1,5 e 1,7. O diamante, altamente refrativo (n = 2,41), propicia a cintilação de joias multifacetadas devido às suas múltiplas reflexões internas. O óxido de chumbo (litargírio), com um valor de n = 2,61, é adicionado a alguns vidros silicatos a fim de aumentar os seus índices de refração de maneira a serem usados em peças decorativas.
 
Sobre os vidros silicatos, julgue os itens a seguir.
I. Os vidros silicatos não absorvem energia da luz transmitida por ele, de modo que a intensidade da luz aumenta proporcionalmente à medida que a sua trajetória aumenta, logo, a diferença entre a luz que chega à superfície inferior da placa de vidro e a luz que é refletida desta mesma superfície é maior que a luz transmitida.
II. A proporção da luz incidente refletida por uma das superfícies de uma placa de vidro polido aumenta em função dessa quantidade depender principalmente do índice de refração do vidro, além do ângulo de incidência da luz.
III. A quantidade de luz incidente transmitida através de uma placa de vidro é determinada pela quantidade de luz absorvida em seu interior, assim como a quantidade de luz refletida de suas superfícies superior e inferior.
É correto o que se afirma em
A) 
III, apenas
B) 
II e III, apenas
C) 
I, apenas.
D) 
I e III, apenas
E) 
I e II, apenas
Questão 9) - 1,00 ponto(s)
Aços são ligas de ferro-carbono que podem apresentar concentrações apreciáveis de outros elementos de liga; existem literalmente milhares de ligas obtidas através de diferentes composições e/ou tratamentos térmicos. As propriedades mecânicas desses materiais são sensíveis ao teor de carbono, que normalmente é inferior a 1,0% em peso. Alguns dos aços mais comuns são classificados de acordo com a concentração de carbono em tipos de baixo, médio e alto carbono. As subclasses também existem dentro de cada grupo de acordo com a concentração de outros elementos de liga. Os aços-carbono simples contêm apenas concentrações residuais de impurezas diferentes de carbono e um pouco de manganês. Para ligas de aço, mais elementos são adicionados intencionalmente em concentrações específicas, modificando as propriedades do material.
 
A tabela exposta a seguir apresenta algumas propriedades de composição e mecânica de dois tipos de aços inoxidáveis comumente utilizados na engenharia: o AISI 304 e o AISI 316L.
 
CALLISTER JR., W.D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7. ed. Nova Iorque: John Wiley and Sons, 2007 (adaptado).
 
A respeito das propriedades e características dos aços apresentados na tabela, avalie as afirmações a seguir.
 
I. Os aços apresentados na tabela apresentam características otimizadas em relação aos aços-cromo, como maior resistência à corrosão.
 
II. Aços de estrutura austenítica, como o 304 e o 316L, podem ter suas propriedades mecânicas melhoradas utilizando-se técnicas a frio.
 
III. Os aços 304 e 316L apresentam características ruins de soldagem devido à presença de elementos metálicos de transição, como o manganês.
 
É correto o que se afirma em
A) 
I e II, apenas.
B) 
I, apenas.
C) 
III, apenas.
D) 
I, II e III.
E) 
II e III, apenas.
Questão 10) - 1,00 ponto(s)
A compreensão dos diagramas de fases para sistemas de ligas é extremamente importante, pois existe uma forte correlação entre a microestrutura e as propriedades mecânicas da liga. Os diagramas binários são utilizados para prever as fases que uma liga binária (que contém dois componentes) poderá formar. A respeito do diagrama binário Fe-C, é correto afirmar que
A) 
em um diagrama binário, é possível prever as fases formadas, mas não calcular as proporções dessas fases.
B) 
uma reação eutética é a reação isotérmica de uma fase sólida em duas outras fases sólidas durante a solidificação.
C) 
a fase líquida está presente em todas as temperaturas e composições localizadas acima da linha Liquidus.
D) 
a ferrita, ou carboneto de ferro, é um composto químico de fórmula química Fe3C.
E) 
a perlita é formada por uma mistura eutetoide de duas fases, ferrita e austenita.