Resolução Lista 1

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1°) Diferencie propriedade e estrutura?
"Estrutura" de um material está geralmente relacionada ao arranjo de seus componentes internos. Propriedade é uma peculiaridade do material em termos do tipo e da intensidade da resposta a um estímulo específico que lhe é imposto. Geralmente, as definições das propriedades são feitas de maneira independente da forma e do tamanho do material. 
2°) Cite as categorias em que são agrupadas as propriedades dos materiais sólidos: 
Mecânica, elétrica, térmica, magnética, ótica e deteriorativa
3°) Diferencie Ciência dos Materiais e Engenharia dos Materiais: 
Ciência dos Materiais: Envolve a investigação das relações entre as estruturas e as propriedades dos materiais;
Engenharia dos Materiais: Consiste, com base nessas correlações estrutura-propriedade, no projeto ou na engenharia da estrutura de um material para produzir um conjunto de propriedades pré-determinadas. Busca relacionar as propriedades dos materiais e os elementos estruturais.
4°) Como são classificados os materiais?
Classificações básicas: metais, cerâmicos e polímeros; ainda existem outros grupos de materiais importantes na engenharia: compósitos, vidros, semicondutores, biomateriais , nanomateriais e materiais funcionais.
5- Defina metais, cerâmicas, polímeros, compósitos, semicondutores e biomateriais.
Metais: Materiais metálicos são normalmente combinações de elementos metálicos. Eles possuem um número grande de elétrons livres; isto é, elétrons não estão ligados a um átomo em particular.
Cerâmicas: Os cerâmicos são compostos entre os elementos metálicos e não-metálicos, eles são frequentemente óxidos, nitretos e carbetos;
Polímeros: Os polímeros compreendem os materiais comuns de plástico e borracha. Muitos deles são compostos orgânicos que têm sua química baseada no carbono, no hidrogênio e em outros elementos não-metálicos; além disso, eles possuem estruturas moleculares muito grandes; Estes materiais podem ser extremamente flexíveis. 
Compositos: Vários materiais compósitos, que consistem em mais de um tipo de material, têm sido desenvolvidos pela engenharia. Um compósito é projetado para mostrar uma combinação das melhores características de cada um dos materiais que o compõe.
Semicondutores: Os semicondutores possuem propriedades elétricas que são intermediárias entre aquelas apresentadas pelos condutores elétricos e pelos isolantes; Além disso, as características elétricas destes materiais são extremamente sensíveis à presença de minúsculas concentrações de átomos de impurezas;
Biomateriais: Os biomateriais são empregados em componentes implantados no interior do corpo humano para a substituição de partes do corpo doentes ou danificada;Esses materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com os tecidos do corpo. Todos os materiais citados : metais, cerâmicos, polímeros, compósitos e semicondutores podem ser usados como biomateriais;
6- O que são materiais avançados?
São os materiais que passaram por processos de alta tecnologia, materiais tradicionais que foram aprimorados para obter um alto desempenho. 
7- Quais os tipos de ligações primárias ou ligações químicas encontradas nos sólidos?
Ligação metálica, ligação iônica , ligação covalente.
8- Defina ligação iônica, ligação covalente e ligação metálica.
Ligação metálica ------ Eletropositivo + Eletropositivo
Ligação iônica --------- Eletropositivo + Eletronegativo
Ligação covalente------ Eletropositivo + Eletronegativo 
9- Defina as ligações secundárias ou de Van der Waals: É atração entre os átomos sem ocorrer transferência ou compartilhamento de elétrons (ligações intermoleculares fracas, dipolos naturais, dipolos induzidos, entre outros). 
10- Como ocorrem as interações de dipolos? São interações entre moléculas que apresentam um dipolo permanente, ou seja, fazem referência a moléculas polares. (Interações de dipolos ocorrem entre dipolos induzidos, dipolos induzidos e moléculas polares (que possuem dipolos permanentes), e entre moléculas polares).
11- Qual a importância de estudar imperfeições em sólidos? As propriedades de alguns materiais são influenciadas pela presença de imperfeições
12- Como podem ser classificadas as imperfeições em sólidos? Defeitos pontuais, lineares 
planos ou interfaciais, volumétricos. 
13- O que é um defeito? É uma imperfeição ou erro no arranjo periódico regular dos átomos em um cristal.
14- Dê exemplos de efeitos da presença de imperfeições: Imperfeições em ligas de ferro.
15- Quais os defeitos pontuais e quais suas influências nas características dos materiais? Vacâncias, lacunas ou vazios; Átomos Intersticiais; Schottky; Frenkel
16- O que são lacunas? Envolve a falta de um átomo; Todos os sólidos cristalinos contêm lacunas. Na realidade, não é possível criar um material que esteja isento desse tipo de defeito;São formados durante a solidificação do material cristalino ou como resultado das vibrações atômicas (os átomos deslocam-se de suas posições normais)
17- O que é um defeito intersticial? Envolve um átomo extra no interstício (do próprio cristal); Produz uma distorção no reticulado, já que o átomo geralmente é maior que o espaço do interstício; A formação de um defeito intersticial implica na criação de uma vacância.
18- Defina os defeitos Frenkel e Schottky.
Frenkel: Ocorre em sólidos iônicos; Ocorre quando um íon sai de sua posição normal e vai para um interstício.
Schottky: Presentes em compostos que tem que manter o balanço de cargas; Envolve a falta de um ânion e/ou um cátion.
19- Quais as finalidades de se adicionar impurezas (elementos de liga) nos materiais? Aumentar a resistência mecânica; Aumentar a resistência à corrosão; Aumentar a condutividade elétrica.
20- O que são soluções sólidas? Uma solução sólida se forma quando, à medida que os átomos do soluto são adicionados ao material hospedeiro, a estrutura cristalina é mantida, e nenhuma nova estrutura é formada. 
21- Quais os fatores que determinam a formação de soluções sólidas substitucionais? Raio atômico, estrutura cristalina, eletronegatividade, valência
22- O que são defeitos lineares ou discordâncias? As discordâncias estão associadas com a cristalização/solidificação e a deformação (origem: térmica, mecânica e supersaturação de defeitos pontuais); A presença deste defeito é a responsável pela deformação, falha e ruptura dos materiais.
23- O que é o vetor de Burger (b)? O vetor de Burger é perpendicular à direção da linha da discordância, dá a magnitude e a direção de distorção da rede e a distância de deslocamento dos átomos ao redor da discordância.
24- Defina discordância em cunha e discordância em hélice. Discordância em cunha: Envolve um semi-plano extra de átomos; Envolve zonas de tração e compressão. Discordância em hélice: 
25- O que são defeitos planos ou interfaciais e quais os tipos desses defeitos? Envolvem fronteiras (defeitos em duas dimensões) e normalmente separam regiões dos materiais de diferentes estruturas cristalinas ou orientações cristalográficas;
Os tipos de defeitos de plano são: Superfície externa; contorno de grão; fronteiras entre fases; maclas ou Twins; defeitos de empilhamento.
26- Defina defeitos na superfície externa, contorno de grão e twins ou maclas: Na superfície externa: É o mais visível; Na superfície os átomos não estão completamente ligados;
Contorno de grão: Corresponde à região que separa dois ou mais cristais de orientação diferente. Os materiais tendem a minimizar esta energia.
twins ou maclas: É um tipo especial de contorno de grão; Os átomos de um lado do contorno são imagens especulares dos átomos do outro lado do contorno; A macla ocorre num plano definido e numa direção específica, dependendo da estrutura cristalina.
27- Defina imperfeições volumétricas e como elas são classificadas. São introduzidas no processamento do material e/ou na fabricação do componente;
São classificadas em: Inclusões, Precipitados, Fases e Porosidade.
28- Cite algumas aplicações do processo de difusão: Filtros para purificaçãode gases; Modificação superficial de peças; Dopagem de semicondutores; Processadores de microcomputadores; Sinterização
29- Explique o que ocorre no processo de difusão por meio de um par de difusão. 
O par de difusão é formado quando as superfícies de duas barras de materiais metálicos distintos são colocadas em contato íntimo.
30- Quais condições são necessárias para que ocorra a movimentação de átomos na difusão? 
Para ocorrer a movimentação de átomos são necessárias duas condições:
Deve existir um espaço livre adjacente ao átomo;
O átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as ligações químicas que o une a seus átomos vizinhos e então causar uma distorção no reticulado cristalino durante seu deslocamento.
31- Explique o que ocorre na difusão por lacunas e na difusão intersticial. 
DIFUSÃO POR LACUNAS um átomo se desloca de uma posição normal da rede cristalina para um sítio vago, ou lacuna, adjacente; a movimentação dos átomos ocorre em uma direção e a das lacunas ocorre na direção contrária; a concentração de lacunas aumenta com a temperatura; quando átomos hospedeiros se difundem, ocorre o processo de AUTODIFUSÃO e quando átomos de impurezas substitucionais se difundem, ocorre o processo de INTERDIFUSÃO.
DIFUSÃO INTERSTICIAL átomos intersticiais migram para posições intersticiais adjacentes não ocupadas do reticulado; em metais e ligas, a difusão intersticial é um mecanismo importante para a difusão de impurezas de raio atômico pequeno em relação aos do hospedeiro;
Exemplos: hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio no aço.
Geralmente, a difusão intersticial é muito mais rápida que a difusão por lacunas.
Exemplo: No caso do Fe-α a 500°C, a difusão dos átomos carbono é quase 109 vezes mais rápida do que a autodifusão dos átomos de ferro.
33- Cite algumas propriedades mecânicas. 
· Resistência Mecânica; 
· Rigidez; 
· Ductilidade; 
· Dureza (É a propriedade de penetração de um material no outro, assim o mais duro remove parte do material menos duro – usinagem – materiais de alta dureza)
· Tenacidade;
· Resiliência;
· Estricção (Relação entre diâmetros - Módulo de Poisson);
· Fluência (materiais amorfos - vidro - a carga aplicada é estática e constante o material se deforma permanentemente).
34- Como são determinadas as propriedades mecânicas? 
Através de ensaios mecânicos; normalmente corpos de prova; e normas técnicas para o procedimento das medidas.
35- Quais as naturezas das cargas? 
Tração, Compressão, Cisalhantes, Flexão e Torção.
37- Diferencie a deformação elástica da deformação plástica. 
DEFORMAÇÃO ELASTICA: Precede à deformação plástica; é reversível; desaparece quando a tensão é removida; é praticamente proporcional à tensão aplicada (obedece a lei de Hooke).
DEFORMAÇÃO PLASTICA:É provocada por tensão que ultrapassam o limite de elasticidade; é irreversível porque é resultado do deslocamento permanente dos átomos e portanto não desaparece quando a tesão é removida.
38- Qual a importância da ductibilidade nos materiais? 
-Frnece ao projetista um indicação do grau segundo o qual uma estrutura irá se deformar plasticamente antes de se fraturar.
-Especifica o grau de deformação permissível durante operações de fabricação
39- Conceitue tenacidade e resiliência. 
Tenacidade: É a capacidade de o material absorver energia mecânica até a fratura. 
Resiliência: É a capacidade de um material absorver energia quando ele é deformado dentro do regime elástico.
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