Avaliação I - Ciência e Propriedade dos Materiais

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04/03/2022 12:53 Avaliação I - Individual
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GABARITO | Avaliação I - Individual (Cod.:687568)
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Prova 36806086
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
Os materiais são denominados cristalinos quando apresentam uma ordenação de átomos de
longo alcance. Já os materiais amorfos não apresentam essa ordenação de átomos. Os metais em seu
estado cristalino, como o aço e o alumínio comerciais, apresentam ordenação de seus átomos em
estruturas cúbicas. Com relação aos metais cristalinos, analise as afirmativas a seguir:
 
I- Os metais comerciais são policristalinos. A estrutura cristalina é formada a partir da solidificação
do material fundido, em que ocorre a nucleação e o crescimento de grãos durante o processo de
resfriamento.
 II- Os metais comerciais são denominados monocristalinos, pois apresentam um mesmo arranjo
atômico (célula unitária) ao longo de todo o material. 
 III- Os materiais policristalinos apresentam maior quantidade de imperfeições, denominadas
contornos de grão, quando comparados aos materiais monocristalinos.
 IV- Materiais monocristalinos, por terem menor quantidade de defeitos na estrutura cristalina,
apresentam valores de resistência mecânica mais próximos do valor teórico do material (calculado a
partir das forças de ligações químicas).
 
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I, II e IV estão corretas.
B As afirmativas II e IV estão corretas.
C Somente a afirmativa I está correta.
D As afirmativas I, III e IV estão corretas.
Os materiais compósitos resultam da combinação entre cerâmicas e polímeros, polímeros e
metais, ou metais e cerâmicas. Essa combinação visa obter propriedades específicas agregando
características de cada material. Sobre os materiais compósitos, classifique V para as sentenças
verdadeiras e F para as falsas:
 
( ) A combinação visa obter sinergia entre os materiais utilizados par a fabricação do compósito, ou
seja, se espera agregar aspectos positivos de ambos os materiais para atender a uma determinada
especificação técnica.
 ( ) A denominada "fibra de vidro" é um material compósito. Esse tipo de material é composto por
uma matriz epóxi, em que ficam dispostas as fibras de vidro. A energia mecânica é transferida da
matriz polimérica para as fibras.
 ( ) Uma variedade de insertos para usinagem são fabricados em um material chamado "Widea".
Esse material consiste em um matriz metálica (Co, Ni), em que ficam dispostas partículas de grafite
(C). O grafite na Widea atua como lubrificante de usinagem.
 ( ) É possível obter propriedades elétricas controladas (supercondutividade) através da adição de
partículas cerâmicas em uma matriz polimérica. As cerâmicas apresentam elétrons livres, o que
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explica a sua alta condutividade elétrica.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F - V.
B V - F - V - F.
C F - F - V - V.
D V - V - F - F.
As características que distinguem um material cristalino de um material amorfo estão
relacionadas à ordenação dos seus átomos. Em um material cristalino, os átomos são ordenados de
acordo com padrões, e essa configuração é de longo alcance. A respeito da cristalinidade dos
materiais, analise as seguintes sentenças:
I- Um material tipicamente cristalino, como o alumínio, quando resfriado até temperatura ambiente a
partir do estado líquido, apresentar-se-á cristalino ao final do processo, independente da taxa de
resfriamento utilizada.
II- Os materiais monocristalinos são fabricados em processos de fabricação comuns, como fundição e
usinagem, não havendo necessidade de controle dos parâmetros de processamento.
III- O vidro comum é um exemplo de material amorfo.
IV- Os materiais metálicos de uso comum, como os aços, são usualmente policristalinos.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e II estão corretas.
B Somente a sentença III está correta.
C As sentenças I e IV estão corretas.
D As sentenças III e IV estão corretas.
As lacunas são defeitos pontuais, que consistem em locais na estrutura cristalina onde ocorre a
ausência de átomos. Sobre as lacunas, assinale a alternativa CORRETA:
A As lacunas podem ser eliminadas completamente da estrutura através de tratamentos térmicos
específicos.
B O número de lacunas em um material tende a diminuir conforme aumentamos a temperatura.
C O número de lacunas não tem qualquer dependência com a temperatura que o material está
exposto.
D A quantidade de lacunas cresce exponencialmente com o aumento da temperatura do material.
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Os materiais cristalinos são caracterizados por uma estrutura ordenada de átomos e com longo
alcance. A menor célula ou arranjo de átomos que descreve a estrutura cristalina é chamada de célula
unitária. Muitos metais apresentam células unitárias cúbicas. Com relação às estruturas cristalinas dos
metais, analise as afirmativas a seguir:
I- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de faces centradas
(CFC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CCC, o número de
coordenação é 8.
II- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de corpo centrado
(CCC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CFC, o número de
coordenação é 8.
III- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material
estudado. Em uma célula unitária do tipo CFC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico.
Já para uma estrutura CCC, a aresta deve ser calculada em função da diagonal do cubo.
IV- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material
estudado. Em uma célula unitária do tipo CCC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico.
O mesmo princípio se aplica a uma estrutura do tipo CFC: ou seja, o volume é calculado de forma
idêntica.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As afirmativas I e III estão corretas.
B As afirmativas II e IV estão corretas.
C As afirmativas I e IV estão corretas.
D As afirmativas II e III estão corretas.
Os materiais são classificados em classes de acordo com suas características físico-químicas e
aplicações. Tendo em vista essa classificação e as características específicas de cada classe,
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os materiais cerâmicos apresentam como característica principal a presença de moléculas com
elevado peso molecular, o que é um fator determinante para os elevados valores de densidade
aparente observados nesse tipo de material.
( ) Os polímeros, devido à presença de ligações secundárias (fracas), podem ser processados em
temperaturas relativamente baixas (da ordem de 200 °C).
( ) Os materiais compósitos consistem em combinações de componentes de duas ou mais classes de
materiais, buscando dessa forma obter materiais com características que agreguem propriedades
específicas de cada classe.
( ) Os metais apresentam elétrons livres, que são responsáveis pela relativa facilidade de condução
de energia elétrica.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - F - F - V.
B F - V - V - V.
C V - F - V - F.
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D V - V - F - F.
Os diferentes tipos de materiais apresentam propriedades físicas distintas. Essas propriedades
apresentam relação direta com o tipo de ligação química presente no material. Sobre a relação entre o
tipo de ligação química e as propriedades dos materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e
F para as falsas:
( ) Materiais com elevada energia de ligação apresentam, em geral, uma temperatura de fusão mais
elevada.
( ) Os materiais poliméricos apresentam ligações primárias do tipo covalente (ligações entre átomos
de carbono).
( ) Os metais são caracterizados por ligações iônicas, característicasque lhes conferem uma baixa
temperatura de fusão.
( ) Os materiais poliméricos apresentam ligações secundárias e, por esse motivo, podem ser
facilmente deformados.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A V - V - F - V.
B F - V - F - F.
C V - F - V - V.
D F - F - V - F.
Algumas ligas metálicas podem ser descritas e analisadas através de diagramas de fases binários
eutéticos. Sobre este tipo de diagrama, assinale a alternativa CORRETA:
A Os diagramas binários eutéticos são caracterizados pela ausência de fase líquida em qualquer
temperatura.
B Para a liga de composição correspondente ao ponto invariável, a regrada da alavanca não pode
ser aplicada.
C Nesse tipo de diagrama, uma fase líquida está sempre presente para temperaturas acima da
temperatura ambiente.
D Na liga de composição equivalente ao ponto invariável, a fase sólida se transforma em fase
líquida em uma única temperatura.
Os átomos são compostos por elétrons, prótons e nêutrons. Um átomo em seu estado neutro
apresenta equilíbrio entre cargas positivas e negativas. No entanto, ao aproximarmos dois átomos,
surgem duas forças concorrentes. Como são denominadas essas forças?
A Força de translação e força de rotação ("spin").
B Força centrípeta e força centrífuga.
C Força de repulsão e força de atração.
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D Força newtoniana e força atômica.
"Normalmente as ligas de alumínio são leves e macias - em termos metálicos - e apresentam
uma resistência mecânica baixa. No entanto, a equipe de Zhang descobriu duas técnicas capazes de
alterar a microestrutura do alumínio para conferir-lhe maior resistência e ductilidade. O novo
alumínio de alta resistência tornou-se possível pela introdução de 'falhas de empilhamento', que são
distorções na estrutura do cristal - e essas distorções influenciam fortemente as características
mecânicas dos metais e ligas. A rede cristalina de um metal é constituída por sequências repetitivas
de camadas atômicas. Se faltar uma camada, diz-se que há uma falha de empilhamento. Além disso,
podem ocorrer as chamadas -'fronteiras gêmeas', consistindo em duas camadas de falhas de
empilhamento. Embora sejam fáceis de serem produzidas em metais como cobre e prata, essas
distorções são difíceis de serem introduzidas no alumínio devido a sua alta 'energia de falha de
empilhamento'. A equipe apostou então em um tipo específico de falha de empilhamento, chamada de
fase 9R. 'Você precisa introduzir nanofronteiras gêmeas e fases 9R no alumínio nanogranulado para
aumentar a força e a ductilidade e melhorar a estabilidade térmica', disse o professor Zhang. Foi
exatamente isto o que ele e sua equipe descobriram como fazer - e de duas maneiras diferentes. A
primeira técnica consiste na indução de fases 9R no alumínio - simples ou gêmeas - por choque, o
que foi feita bombardeando filmes de alumínio ultrafinos com microprojéteis minúsculos de dióxido
de silício. Na segunda técnica, a fase 9R e as fronteiras gêmeas foram induzidas no alumínio não por
choque, mas pela introdução de átomos de ferro na estrutura do cristal de alumínio através de um
processo chamado pulverização magnetrônica, ou pulverização catódica. Esta última abordagem é
particularmente promissora porque, como o ferro também pode ser introduzido no alumínio usando
outras técnicas, como a fundição, ela poderá ser ampliada do laboratório para aplicações industriais.
'Estes resultados mostram como fabricar ligas de alumínio que são comparáveis, ou mesmo mais
resistentes, do que os aços inoxidáveis. Há um grande potencial de impacto comercial nesta
descoberta', finalizou Zhang". Sobre o exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As ligas de alumínio apresentam baixa densidade quando comparadas aos aços, o que motiva o
desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da sua resistência mecânica. Através de duas
técnicas distintas, a pesquisa demonstrou que é possível obter resistências comparáveis as dos aços
inoxidáveis. 
II- O incremento na resistência de ligas de alumínio foi obtido, nesse estudo, através da introdução de
falhas de empilhamento. A introdução dessas distorções na estrutura cristalina é mais difícil nos
materiais com elevada energia de falha de empilhamento. 
III- O estudo demonstrou que é possível obter ligas de alumínio de baixo custo e com propriedades
equivalentes a dos aços inoxidáveis. As falhas de empilhamento características dessas ligas (fases
9R) são facilmente obtidas pelo processo de fundição, utilizando nanopartículas de Zn. 
IV- As falhas de empilhamento são facilmente introduzidas em metais como o cobre e a prata, pois
apresentam menor energia de falha de empilhamento que o alumínio. Para aumentar a resistência da
liga de alumínio estudada, foi necessário introduzir falhas de empilhamento específicas, chamadas de
fases 9R. 
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aluminio-superforte-
superar-aco-inoxidavel&id=010170180130#.Xv0ZNShKiUk. Acesso em: 1º jul. 2020.
A As afirmativas III e IV estão corretas.
B As afirmativas I, II e IV estão corretas.
C As afirmativas II e III estão corretas.
D As afirmativas I e III estão corretas.
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