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20 Sistema de Ensino 100% ON LINE ENGENHARIA MECÂNICA nome do aluno QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Cidade 2022 nome do aluno QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS Roteiro de Aula Prática apresentado a Universidade UNOPAR como requisito para obtenção de média para a disciplina de Química e Ciência dos Materiais. Tutor(a) à Distância: XXXXXXXXXXXXX Cidade 2022 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 3 2 DESENVOLVIMENTO 4 2.1 AULA PRÁTICA 1 – MATERIAIS E TRATAMENTOS TÉRMICOS: EXIGÊNCIAS DOS MATERIAIS UTILIZADOS EM ENGENHARIA 4 2.2 AULA PRÁTICA 2 – REAÇÕES QUÍMICAS METALOGRÁFICAS 10 2.3 AULA PRÁTICA 3 – IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS – PARÂMETROS VISUAIS 14 2.4 AULA PRÁTICA 4 – IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS DESTRUTIVOS 19 3 CONCLUSÃO 23 REFERÊNCIAS 24 INTRODUÇÃO Este trabalho apresenta o desenvolvimento do relatório de aula prática da disciplina de Química e Ciência dos Materiais do curso de Engenharia Mecânica. As etapas desenvolvidas foram realizadas com a utilização do VirtualLab Algetec. Assim, são analisadas questões sobre Materiais e Tratamentos Térmicos, Reações Químicas Metalográficas, Identificação de Minerais e Identificação de Minerais Destrutivos. DESENVOLVIMENTO AULA PRÁTICA 1 – MATERIAIS E TRATAMENTOS TÉRMICOS: EXIGÊNCIAS DOS MATERIAIS UTILIZADOS EM ENGENHARIA O primeiro experimento realizado, tem o objetivo de verificação da diferença entre as propriedades de condutividade térmica, elétrica e dureza entre os diferentes tipos de materiais; correlacionando as propriedades dos diferentes tipos de materiais com suas estruturas químicas e analisando o comportamento dos diferentes materiais. O primeiro passo foi a utilização dos EPIs necessários para a realização do experimento: Depois, foi realizado o teste de condutividade elétrica: Primeiro, colocou-se o corpo de prova 01 (ferro) no gerador de DDP e se utilizou o alicate amperímetro para medir a condutividade elétrica do corpo de prova. O passo foi repetido para os demais corpos de prova: Madeira: Cerâmica: Polímero: Como pode-se perceber, o único material que possui condutividade elétrica é o ferro, uma vez que metais possuem condutividade elétrica. Depois, se realizou o teste de condutividade térmica, incialmente com o corpo de prova 01 (ferro): E com o corpo de teste 03 (cerâmica): Os corpos de teste 02 (madeira) e 04 (polímero) não são resistentes ao teste de condutividade térmica, uma vez que seriam degradados no teste. Ou seja, madeira e polímero não são bons condutores térmicos. Por fim, foi realizado o teste de dureza. Inicialmente com o corpo de teste 01 (ferro): Em seguida, o teste foi realizado nos outros corpos de teste: Madeira: Cerâmica: Polímero: Apresenta-se agora uma tabela com os dados comparativos obtidos nos testes para os diferentes materiais: Corpo de Teste Material Condutividade Elétrica Condutividade Térmica Dureza 01 Ferro 0,42 55 ºC 80 HB 02 Madeira 0 -- 20 HB 03 Cerâmica 0 173 ºC 62 HB 04 Polímero 0 -- 28 HB AULA PRÁTICA 2 – REAÇÕES QUÍMICAS METALOGRÁFICAS No segundo experimento, foi possível verificar o ataque químico em diferentes tipos de ligas metálicas, correlacionando as propriedades dos diferentes metais e as estruturas cristalinas. Inicialmente, foram utilizados os EPIs necessários ao experimento. Depois, foi colocado o reagente Nital sobre a placa de Petri. Selecionando a placa de aço 1020 para o ataque químico, a amostra passou pelo processo de limpeza e secagem. Por fim, foi realizada a análise da microscopia da amostra de aço 1020, onde é possível observar suas estruturas cristalinas, como a perlita, a ferrita e a cementita, conforme: O procedimento foi novamente realizado, com as seguintes características: Reagente Nital; Amostra de Aço 1045 Onde é possível observar as estruturas perlita e ferrita: Reagente: cloreto férrico; Amostra de Latão. Onde foi possível observar as fases Alfa e Beta, conforme: Reagente: cloreto férrico; Amostra de Bronze. Onde é possível observar a estrutura dencrítica (alfa + beta) com distribuição de estanho, conforme: Reagente: cloreto férrico; Amostra de Cobre. Onde é possível analisar a estrutura de cobre alfa, conforme: Reagente: água régia; Amostra de Aço 316. Onde foi possível observar as estruturas austenita e ferrita delta, conforme: A seguir, apresenta-se uma tabela com os dados observados: Liga Metálica Reagente Utilizado Estruturas observadas Aço 1020 Nital Perlita e Ferrita Aço 1045 Nital Perlita e Ferrita Latão Cloreto Férrico Fase Alfa e Fase Beta Bronze Cloreto Férrico Fase Alfa + Delta e Estanho Cobre Cloreto Férrico Cobre Alfa Aço 316 Água Régia Austenita e Ferrita Delta AULA PRÁTICA 3 – IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS – PARÂMETROS VISUAIS O terceiro experimento possui o objetivo de verificação do tipo de parâmetros visuais aplicados nos diferentes minerais, correlacionando as propriedades dos minerais com as observações visuais, dadas as propriedades físicas dos minerais analisados. Inicialmente, se utilizaram os EPIs recomendados para o experimento. Depois, iniciou-se as avaliações das características visuais dos minerais, conforme: Mineral 1: Mineral 2: Mineral 3: Mineral 4: Depois, foi analisado a cor do traço, conforme: Por fim, foi verificado o magnetismo do material: Mineral 1: Mineral 2: Mineral 3: Mineral 4: Assim, obtemos que: Mineral Cor Hábito Brilho Cor traço Magnetismo Nome 1 Cinza Escuro Hexagonal metálico Marrom Tijolo Não Hematita 2 Branco Cúbico Opaco Incolor a Esbranquiçada Não Calcita 3 Cinza Metálico, Prata Octaédrico Metálico Fosco Preto Sim Magnetita 4 Cinza Metálico Cúbico Metálico Cinza Escuro Não Galena AULA PRÁTICA 4 – IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS DESTRUTIVOS O último experimento realizado, possui o objetivo de verificar os tipos de ensaios destrutivos em relação aos diferentes minerais, correlacionando as propriedades mecânicas e químicas dos minerais com as observações visuais, observando as estruturas cristalinas dos minerais frente aos ensaios destrutivos. Inicialmente, se utilizaram os EPIs necessários para o experimento. Depois, foram realizados os ensaios de dureza. Se utilizaram a unha, a moeda de cobre, a faca de cozinha, o pedaço de vidro e a lima de aço para se riscar todos os quatro minerais. Minério 1: Unha – não risca Moeda – risca Faca – não risca Lima de aço – Risca Vidro – risca Minério 2: Unha – não risca Moeda – risca Faca – não risca Lima de aço – não risca Vidro – risca Minério 3: Unha – não risca Moeda – não risca Faca – não risca Lima de aço – risca Vidro – risca Minério 4: Unha – não risca Moeda – não risca Faca – não risca Lima de aço – risca Vidro – não risca Ademais, realizou-se a tentativa da análise de clivagem, mas salienta-se que o laboratório virtual apresentou erro nesta parte do experimento, uma vez que a parte “inspecionar fragmento” demonstrava apenas uma tela azul, sem quaisquer fragmentos. Salienta-se, ainda, que o experimento foi reiniciado diversas vezes, sem sucesso. Conforme: Por fim, foi analisada a solubilidade dos materiais, conforme: CONCLUSÃO Após a realização deste trabalho, pode-se dizer que sua elaboração é execução é de grande valia, uma vez que as práticas realizadas são fundamentais para o futuro profissional e acadêmico na área de Engenharia Mecânica. Assim, através deste relatório, foi possível visualizar e compreender diversos conceitos ligados à química e à ciência dos materiais. Desta forma, é inegável a relevância dos conhecimentos adquiridos, seja os de natureza técnica ou experimental, ou os de natureza teórica. REFERÊNCIAS ALGETEC. Manual do laboratório de materiais e tratamento térmico: exigências dos materiais utilizados em engenharia. ALGETEC. Manual do laboratório de Química: Identificação dos Minerais: Parâmetros visuais.ALGETEC. Manual do laboratório de Química: Identificação dos Minerais Destrutivos. C idade 202 2 NOME DO ALUNO QUÍMICA E CIÊNCIA DO S MATERIAIS SISTEMA DE ENSINO 10 0% ON LINE ENGENHARIA MECÂNICA Cidade 2022 NOME DO ALUNO QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS SISTEMA DE ENSINO 100% ON LINE ENGENHARIA MECÂNICA
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