RESUMO DE CORROSAO 1 SEMESTRE

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RESUMO DE CORROSAO – 1º SEMESTRE
 Livro Ciencia e Engenharia dos Materiais – Uma introdução – 8ª edição William D. Callister
1º Capítulo – Introdução
1.1 Metais: um ou mais elementos metálicos podendo conter também elementos não metálicos. Apresentam elétrons livres (não estão ligados a um único átomo) e seus átomos estão arranjados de forma ordenada. São relativamente rígidos, resistentes e dúcteis (deformável sem fraturar), resistentes a fraturas, condutores de eletricidade e calor e às vezes propriedades magnéticas.
1.2 Cerâmicas: combinações de metal com não metal (óxidos, nitretos, carbetos). Podem ser iônicos e até covalentes. São tipicamente isolantes térmicos e elétricos resistentes à temperatura e corrosão, duros, porém frágeis. Podem ser transparentes e até exibir comportamento magnético.
1.3 Polímeros: macromoléculas orgânicas, sintéticas ou naturais baseadas em carbono, hidrogênio e outros não metais. Ligações covalentes e intercadeias fracas. São leves, isolantes térmicos e elétricos, dúcteis e flexíveis, possuem boa resistência à corrosão, relativamente inertes (não reagem com o meio ambiente) e baixa resistência ao calor.
1.4 Compósitos: combinação de polímeros, metais ou cerâmicas produzidos para conjugar as características desejáveis desses materiais. (exemplo: madeira, osso, fibra de vidro, etc.).
1.5 Grupos Emergentes: semicondutores (propriedades intermediárias), supercondutores, polímeros condutores e silicones. Biomateriais (implantados no corpo humano), materiais inteligentes, nanomateriais, etc.
2º Capítulo – Estrutura Atômica e ligação Interatômica
2.1 Ligações Primárias
A) Ligações Iônicas: ligações entre cargas positivas e negativas (atração coulombiana). Normalmente duros, quebradiços e isolantes elétricos e térmicos. Predominantemente em cerâmicos.
B) Ligações Covalentes: elétrons compartilhados. Podem ser fortes, elevada dureza e alto ponto de fusão ou fracas. Típico de materiais poliméricos.
C) Ligações Metálicas: tem no máximo 3 elétrons de valência que se movimentam livremente pelo metal. Podem ser fortes ou fracas.
2.2 Ligações Secundárias: dipolo induzido, dipolo permanente, ligações de hidrogênio.
3º Capítulo – Estrutura dos Sólidos Cristalinos
- Materiais sólidos podem ser classificados segundo a regularidade com que seus átomos, íons ou moléculas estão arranjados uns em relação aos outros. Cristalino é quando existe ordem de longo alcance na estrutura e estruturas cristalinas é a maneira segundo a qual os átomos, íons ou moléculas estão arranjados no espaço. Células unitárias são paralelepípedos ou prismas onde a estrutura é subdividida em pequenas unidades que se repetem.
3.1 Estruturas Cristalinas dos Metais
A) Cubica de Face Centrada (CFC): átomos localizados nos vértices e centros do cubo. Nessa estrutura existem 4 átomos inteiros na célula unitária. Fator de empacotamento atômico (FEA) é a fração de volume da célula unitária ocupada pelos átomos divididos pelo volume total da célula.
B) Cubica de Corpo Centrado (CCC): átomos nos vértices e um único átomo no centro do cubo. Existem 2 átomos inteiros neste tipo de célula.
C) Hexagonal Compacta (HC): faces superior e inferior composta por 6 átomos + um central formando um hexágono. Existem 17 átomos inteiros nessa estrutura.
3.2 Polimorfismo e Alotropia: dois ou mais tipos estruturas cristalinas. Em sólidos elementares é chamado de alotropia. Exemplo: grafita e diamante.
3.3 Sistemas Cristalinos: comprimento entre três arestas (a, b e c) e três ângulos entre os eixos (alfa, beta e gama) denominados parâmetros de rede. Existem 7 combinações entre arestas e ângulos representando sistemas cristalinos distintos.
3.4 Direções Cristalográficas: linha entre dois pontos ou um vetor. Três eixos com coordenadas positivas e/ou negativas.
3.5 Planos Cristalográficos: planos de átomos que influenciam nas propriedades do material. Índices e Miller (hkl) especificam os planos cristalográficos.
3.6 Densidades Lineares e Planares: direções equivalentes possuem densidades lineares (fração do comprimento da linha interceptada pelos átomos) idênticas. Planos cristalográficos equivalentes possuem mesma densidade planar (fração da área total do plano ocupada pelos átomos). Importantes para deformação plástica.
3.7 Estruturas Cristalinas Compactas: empacotamento mais eficiente para átomos de mesmo tamanho. Estruturas CFC e hexagonais.
3.8 Monocristais: perfeito arranjo periódico e repetido dos átomos estendido por toda a amostra.
3.9 Metais Poli cristalinos: conjunto de muitos cristais pequenos ou grãos.
3.10 Anisotropias: dependência das propriedades com a direção cristalográfica. Para substancias nas quais as propriedades medidas são dependentes da direção da medição são isotrópicas.
3.11 Determinações de estruturas Cristalinas: comprimento dos raios X tem valores próximos às distancias entre os planos cristalográficos. Quando um feixe de raios X incide em um cristal podem ser produzidos picos reforçados de radiação com diversas intensidades. Lei de Braag é a diferença entre os comprimentos das trajetórias de raios.
3.12 Sólidos não Cristalinos: carecem de arranjo atômico regular e sistemático. Também podem ser chamados de amorfos ou líquidos super-resfriados, pois suas estruturas lembram um liquido.
4º Capítulo – Imperfeições nos Sólidos
- Pequenas irregularidades na estrutura cristalina chamadas de imperfeições ou defeitos. Afetam o comportamento dos materiais, mas nem sempre são pontos negativos.
4.1 Defeitos Pontuais: associados a uma ou duas posições atômicas.
A) Lacunas: formação de um sítio vago na rede cristalina. Resultado de empacotamento imperfeito durante a cristalização ou vibrações térmicas em altas temperaturas. Aumenta a entropia do cristão, estabilizando-o.
B) Auto-intersticiais: átomo comprimido no interior de um sítio intersticial. Ocorre quando o fator de empacotamento é baixo permitindo um átomo adicional. Provocam distorção da estrutura cristalina.
C) Impurezas em Sólidos: sempre existem impurezas ou átomos estranhos. Costuma-se adicionar intencionalmente impurezas para aumento de resistência mecânica e a corrosão (ligas). Essa adição resulta uma solução sólida com um soluto (menor quantidade) e um solvente (maior quantidade). Soluções sólidas substitucionais são quando átomos de soluto ocupam o lugar dos átomos de solvente. E soluções sólidas intersticiais são quando átomos de soluto ocupam os interstícios do solvente.
D) Defeitos Puntiformes em Sólidos Iônicos: defeito Shottky (lacuna atômica + lacuna catiônica) e defeito Frenkel (cátion intersticial + lacuna catiônica).
4.2 Defeitos Lineares: alguns átomos encontram-se desalinhados. Mais comuns são discordâncias como em cunha e em hélice.
A) Em Cunha ou Aresta: possui um semi-plano a mais criando uma zona de compressão e uma de tração.
B) Em Hélice ou Espiral: unidimensional em que a distorção se dá devido a uma tensão de cisalhamento aplicada.
4.3 Defeitos Interfaciais (bidimensionais): contornos com duas dimensões que separam regiões com diferentes estruturas e/ou orientações cristalográficas.
A) Superfícies Externas: átomos da superfície final do cristal são menos estáveis (menos energia) por não fazerem o máximo de ligações.
B) Contornos de Grão: contorno que separa 2 grãos ou cristais estão em orientações cristalográficas diferentes. Interfere no processo de deformação plástica de um material. Normalmente materiais de grãos pequenos são mais resistentes do que de grãos grandes.
C) Contornos de Fase: fase diferente para cada lado do contorno com características físicas ou químicas distintas. Interferem nas características mecânicas de algumas ligas metálicas.
D) Contornos de Macla: átomos de um dos lados em posição de imagem espelhada. Formadas a partir de forças de cisalhamento ou aquecimento.
E) Falhas de Empilhamento: metais CFC quando sua sequencia se interrompe dos planos compactos.
F) Volumétricos ou Massa: maiores que todos os outros. Incluem poros, trincas, etc.
- Microscopia auxilia na identificação desses defeitos.
5º Capítulo– Difusão
- Fenômeno de transporte de matéria por movimento atômico. Consiste em um dos tratamentos térmicos para melhoria de propriedades. Difusão de impurezas ou interdifusão é quando um metal se difunde para o interior de outro metal e autodifusão é quando átomos de um mesmo metal mudam de posição.
A) Difusão por Lacuna: deslocamento de átomo em posição normal para um sítio vago.
B) Difusão Intersticial: átomos migram de posição intersticial para outra vizinha.
5.1 Difusão em Regime Estacionário: fluxo da difusão (taxa de transferência de massa) não varia com o tempo. Exemplo: átomos de gás se difundem através de placa metálica. 1ª Lei de Fick.
5.2 Difusão em Regime não Estacionário: quando o fluxo de difusão (velocidade da difusão) e o gradiente de concentração (ΔC/Δx) em um ponto específico do sólido variam ao longo do tempo, resultando num acumulo ou esgotamento do componente em difusão neste ponto. 2ª Lei de Fick.
5.3 Fatores que Influenciam a Difusão
A) Espécie: assim como o material hospedeiro influenciam o coeficiente de difusão.
B) Temperatura: influencia mais profunda nos coeficientes e taxas de difusão.
5.4 Difusão em Semicondutores: tratamentos térmicos que difundem impurezas no silício durante a fabricação de circuitos integrados (pré-deposição e redistribuição).
6º Capítulo – Propriedades Mecânicas dos Materiais
- Comportamento mecânico de um material reflete a relação entre sua resposta ou deformação a uma carga ou força aplicada. Propriedades importantes: resistência, dureza, ductilidade e rigidez.
6.1 Tensão e Deformação: ensaios de tração, compressão e cisalhamento.
A) Tração: amostra é deformada até fratura por uma carga de tração crescente, uniaxial, aplicada ao longo do eixo mais longo do corpo-de-prova.
B) Compressão: modo semelhante ao de tração, porém o corpo-de-prova é comprimido e se contrai ao longo da direção da tensão.
C) Cisalhamento e Torção: torção é uma variação do cisalhamento puro, na qual uma peça estrutural é torcida; as forças de torção produzem um movimento de rotação em torno do eixo longitudinal de uma das extremidades da peça em relação à outra.
6.2 Deformação Elástica: processo de deformação em que a tensão e a deformação são proporcionais (Lei de Hooke). O módulo de elasticidade pode ser considerado rigidez ou a resistência do material à deformação elástica. Anelasticidade é quando um componente da deformação elástica que é dependente do tempo.
6.3 Deformação Plástica: tensão não é mais proporcional à deformação e ocorre uma deformação permanente não recuperável (Lei de Hooke não é mais válida). Corresponde a quebra de ligações com átomos vizinhos originais e formação de novas ligações.
6.4 Propriedades de Tração
A) Escoamento e Limite de Escoamento: ponto onde ocorre afastamento da linearidade da curva tensão-deformação. Limite de escoamento é o máximo de tensão que se pode aplicar antes de chegar à deformação plástica.
B) Limite de Resistência à Tração: tensão no ponto máximo da curva tensão-deformação. Este corresponde à tensão máxima que pode ser suportada por uma estrutura que se encontra sob tração. Caso essa tensão seja aplicada e mantida, ocorrerá a fratura do material.
C) Ductilidade: medida do grau de deformação plástica que foi suportado até a fratura.
D) Resiliência: capacidade de o material absorver energia quando é deformado elasticamente e depois, quando a carga é retirada, recuperar essa energia.
E) Tenacidade: mede a capacidade de um material absorver energia até sua fratura.
6.5 Tensão e Deformação Verdadeira: carga instantânea aplicada dividida pela área instantânea da seção transversal.
6.6 Recuperação Elástica após Deformação Plástica: se a carga da deformação plástica for liberada, ocorre a recuperação da deformação elástica.
6.7 Dureza: medida da resistência de um material a deformações plásticas localizadas.
7º Capítulo – Discordâncias e Mecanismos de Aumento de Resistência
7.1 Conceitos
- A nível microscópico, deformação plástica corresponde ao movimento de discordâncias.
A) Escorregamento: movimento de uma discordância em resposta à aplicação de tensão cisalhante externa.
B) Densidade de Discordâncias: comprimento total de discordâncias por unidade de volume.
7.2 Características das Discordâncias: deformação de rede é a distorção da rede atômica devido à presença do semiplano de átomos extras que ocasionam deformações da rede compressivas, trativas e cisalhantes sobre os átomos vizinhos.
7.3 Escorregamento em Monocristais: formam-se pequenos degraus sobre a superfície, os quais são paralelos e circundam a amostra.
7.4 Deformação Plástica em Materiais Policristalinos: escorregamento ocorre dentro de cada grão ao longo do sistema de escorregamento mais favoravelmente orientados em relação à tensão aplicada. Grãos mudam de forma e se alongam nas direções que ocorre deformação plástica.
7.5 Deformação por Maclação: deformação plástica limitada por maclação, ou seja, força cisalhante produz deslocamentos atômicos onde átomos se localizam em posições de imagem em espelho dos átomos do outro lado do plano (contorno de macla).
7.6 Aumento de Resistência em Metais: restrição do movimento das discordâncias aumenta a dureza e a resistência do material.
7.7 Aumento de Resistência pela Redução de Grãos: metais que possuem grãos pequenos são mais resistentes, pois possui maior área de contornos de grãos e mais barreiras ao movimento das discordâncias.
7.8 Aumento da Resistência por Solução Sólida: resistência e dureza aumentam com o aumento da concentração de átomos de impureza que formam uma solução sólida. Diminuição na mobilidade das discordâncias.
7.9 Encruamento: aumento da resistência e diminuição da ductilidade de um metal conforme é deformado plasticamente. Mobilidade das discordâncias é restrita uma vez que a densidade de discordâncias aumenta e a distância adjacente entre elas diminui.
7.10 Recristalização: forma-se novo conjunto de grãos equiaxiais isentos de deformação e com densidades de discordâncias baixa. Metal fica com menor dureza, menos resistente e mais dúctil.
7.11 Crescimento de Grão: aumento do tamanho médio dos grãos de materiais policristalinos que ocorre pelo movimento dos contornos de grãos.
8º Capítulo – Falha
- Podem ser causadas por seleção e processamento incorreto dos materiais, projeto inadequado dos componentes e/ou mau uso dos componentes.
- Fraturas em resposta a uma carga de tração e temperaturas baixas pode ocorrer de modo dúctil e frágil. Trincas em materiais dúcteis são estáveis, pois resistem ao crescimento sem aumento de tensão. Em materiais frágeis, trincas são instáveis, ou seja, se propagam uma vez que iniciadas.
8.1 Mecânica da Fratura: defeitos são capazes de amplificar uma tensão de tração aplicada em sua vizinhança levando a formação de tricas. Fratura inicia quando a resistência coesiva teórica é excedida na extremidade de um desses defeitos.
8.2 Tenacidade à Fratura: energia de impacto medida em relação à temperatura (ou aparência da superfície de fratura) afirma-se se um material apresenta transição dúctil – frágil e qual a faixa de temperatura dessa transição.
8.3 Fadiga: falha catastrófica onde o nível da tensão aplicada oscila ao longo do tempo.
8.4 Tensões Cíclicas: 3 classificações - tensões alternadas, repetidas e aleatórias.
8.5 Iniciação e Propagação de Trincas: normalmente nucleadas na superfície de um componente em ponto de concentração de tensões. Marcas de praia (observadas a olho nu) e estrias (microscópicas).
8.6 Fatores que afetam a Viga em Fadiga: para estender a vida em fadiga deve-se reduzir o nível da tensão média, eliminar descontinuidades superficiais bruscas, melhorar o acabamento das superfícies, impor tensões residuais de compressão na superfície por jateamento e endurecer a camada superficial por carbonetação ou nitretação.
8.7 Efeitos do Ambiente: tensões térmicas podem ser induzidas (fadiga térmica), presença de ambiente quimicamente ativo (fadiga associada à corrosão) – para prevenir a química deve-se aplicar revestimento de superfície, utilizarmateriais resistentes à corrosão, reduzir a corrosividade do ambiente, reduzir o nível de tensão de tração aplicada, impor tensões residuais de compressão na superfície da amostra.
8.8 Comportamento da Fluência: curva de fluência (deformação em função do tempo) exibe três regiões: transiente, estacionária e terciária.
8.9 Efeitos da Tensão e Temperatura: influenciam o comportamento da fluência produzindo aumento da deformação instantânea inicial, aumento da taxa de fluência estacionária e diminuição no tempo de vida até a ruptura. Ligas metálicas são especialmente resistentes à fluência e possuem módulos de elasticidade e temperaturas de fusão elevada.
9º Capítulo – Diagrama de Fases
- Representam relações mais estáveis entre as fases em sistemas de ligas. Essas fases são porções de material onde as características físicas são homogêneas. São importantes 3 características microestruturais como numero de fases presentes, proporção entre fases e maneira na qual estão arranjadas. Afetam a microestrutura os elementos presentes na liga, concentração desses elementos e tratamento térmico da liga.
9.1 Equilíbrio de Fases: estado estável onde características não mudam no decorrer do tempo. Energia livre do sistema é mínima a uma dada temperatura, pressão e composição.
9.2 Diagramas Unários e Binários: unários – log da pressão traçado em função da temperatura; binários – temperatura e composição variáveis e pressão externa constante. Isomorfos binários – existe solubilidade completa na fase sólida. Eutéticos binários – uma fase liquida se transforma em duas fases solidas diferentes no resfriamento.
9.3 Microestrutura de Ligas Eutéticas: solidificação dessa liga produz microestrutura que consiste em camadas alternadas das duas fases sólidas.
9.4 Diagramas contendo Fases ou Compostos Intermediários: podem apresentar fases solidas que não estão localizados nos extremos de concentração (horizontal) do diagrama.
9.5 Regra das Fases de Gibbs: relaciona o numero de fases presentes em um sistema em equilíbrio com o numero de degraus de liberdade, o numero de componentes e o numero de variáveis diferentes da composição.
9.6 Microestrutura de Ligas Ferro-Carbono: depende de reação eutetoide na qual a fase austenida transforma-se isotermicamente em ferrita e cementita. Produto com composição eutetoide é chamado perlita (camadas alternadas de ferrita e cementita).
10º Capítulo – Transformações de Fases
- Para produção de novas fases envolve-se nucleação e crescimento. A nucleação pode ser homogênea (núcleos formam-se uniformemente) e heterogênea (núcleos formam-se preferencialmente nas superfícies).
10.1 Diagramas de Transformação por Resfriamento Contínuo: temperatura em função do log do tempo. Permitem determinar os tempos nos quais uma transformação de fases começa e termina. Tornam possível a previsão de produtos microestruturais para tratamentos térmicos específicos. Para ligas ferro-carbono obtêm-se os seguintes produtos microestruturais: perlita grosseira e perlita fina, bainita, cementita globulizada, martensita e martensita revenida.
10.2 Comportamento Mecânico de Ligas Ferro-Carbono: aços martensíticos são mais duros e resistentes, porém mais frágeis. Martensita revenida é muito resistente, porém dúctil. Bainita combina resistência e ductilidade, mas menos do que a martensita revenida. Perlita é mais dura, resistente e frágil que a perlita grosseira. Cementita globulizada tem menor dureza e é a mais dúctil. Fragilização de alguns aços depende dos elementos presentes na liga e impurezas.
10.3 Ligas de Memória da Forma: podem ser deformadas e retornar ao seu tamanho/forma pré-deformada quando aquecida. Deformação ocorre pela migração de contornos de maclas.
11º Capítulo – Aplicações e Processamento de Ligas Metálicas
11.1 Ligas ferrosas: contém ferro como constituinte principal. Outros elementos de liga tornam esses materiais mais suscetíveis a tratamentos térmicos, melhorando as propriedades mecânicas e/ou resistência à corrosão. Ligas podem conter limitações como massa especifica alta, condutividade elétrica baixa e susceptibilidade à corrosão em ambientes comuns. Mais usuais são os aços-carbono que contem carbono, um pouco de manganês e outras impurezas. Aços inoxidáveis são classificados como ferríticos, austeníticos e martensíticos. Ferros fundidos mais utilizados são o cinzento, dúctil, maleável e vermicular.
11.2 Ligas Não-Ferrosas: demais ligas que não contém ferro na composição. Subdividida de acordo com o metal base e características distintas. Ligas forjadas são aquelas suscetíveis à conformação por deformação e ligas fundidas são relativamente frágeis tendo que ser fabricadas por fundição.
11.3 Operações de Conformação: peça metálica é moldada por deformação plástica. Pode ser a quente ou a frio dependendo da temperatura de recristalização. Técnicas: forjamento, laminação, extrusão e trefilação.
11.4 Fundição: dependendo da forma e propriedades da peça acabada pode ser o processo mais desejável e econômico. Técnicas: em areia, com matriz, de precisão, com espuma perdida e contínua.
11.5 Técnicas Diversas: metalurgia do pó (compactação de partículas metálicas); soldagem (unir duas ou mais peças); etc.
11.6 Processos de Recozimento: exposição do material a elevada temperatura por um período de tempo prolongado seguida de resfriamento até a temperatura ambiente em taxa lenta. Peças trabalhadas a frio se tornam mais macias e dúcteis como consequência da recristalização. Tensões internas também são eliminadas nesse processo. Empregada nas ligas ferrosas para refinar e melhorar a estrutura dos grãos.
11.7 Tratamentos Térmicos de Aços: obter melhor combinação de características mecânicas devolvendo uma microestrutura predominantemente martensítica a sua seção transversal. Teor de martensita é determinado considerando medidas de dureza. Curva de temperabilidade traça dureza em função da distancia a partir da extremidade temperada de um corpo de prova. Dureza diminui com a distancia uma vez que a taxa têmpera diminui com a distancia.
11.8 Endurecimento por Precipitação: algumas ligas são suscetíveis e aumentam a resistência pela formação de partículas muito pequenas em uma segunda fase ou precipitados. Controle do tamanho da partícula é obtido por tratamentos térmicos. Resistencia e dureza aumentam com o tempo até o valor máximo e diminuem com o superenvelhecimento (processo pode ser acelerado com aumento de temperatura). Aumento de resistência pode ser explicado por maior resistência ao movimento das discordâncias por deformação na rede geradas nas vizinhanças dessas partículas de precipitado.
12º Capítulo – Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
- Estruturas Cristalinas de cerâmicas variam de iônicas para covalentes. Iônicas os cátions metálicos são carregados positivamente enquanto íons não metálicos possuem cargas negativas. Cerâmicas à Base de Silicatos são estruturas tetraédricas que se interconectam (ex. sílica cristalina, silicatos em camadas, vidros não cristalinos à base de sílica). Carbono pode variar em suas formas (diamante, grafite, etc.).
12.1 Imperfeições em Cerâmicas: defeitos pontuais como intersticiais e lacunas para ânions e cátions. Defeitos normalmente ocorrem em pares de forma a manter a neutralidade das cargas. Cerâmicas estequiométricas tem a razão entre cátions e ânions exatamente igual à prevista pela formula química (só são possíveis quando um dos íons existe em mais que um estado iônico). Adição de átomos de impurezas pode resultar formação de soluções sólidas substitucionais ou intersticiais.
12.2 Difusão de Materiais Iônicos: ocorre por mecanismo de lacuna e mantem a neutralidade das cargas.
12.3 Diagrama de Fases de Cerâmicas: semelhantes aos metálicos. Usados para avaliar o desempenho dos materiais cerâmicos em altas temperaturas.
12.4 Fratura Frágil das Cerâmicas: microtrincas resultam na amplificação de tensões de tração responsáveis pela baixa resistência à fraturas. Essas amplificações não ocorrem com cargas de compressão, pois cerâmicas são mais resistentesà compressão.
12.5 Mecanismos de Deformação Plástica: resultado do movimento de discordâncias explicado pelo numero limitado de sistemas de escorregamento. Para os materiais não cristalinos, este tipo de deformação é determinado pelo escoamento viscoso (resistência do material à deformação é expressa por sua viscosidade) que a temperaturas ambientes são extremamente elevadas.
12.6 Influencia da Porosidade: ponto negativo para elasticidade (diminui com a fração volumétrica de porosidade) e resistência à fraturas.
12.7 Dureza: difícil de medir devido à fragilidade e suscetibilidade ao trincamento quando submetidos uma impressão. Materiais mais duros conhecidos são cerâmicos.
13º Capítulo – Aplicações e Processamento das Cerâmicas
13.1 Vidros: silicatos não cristalinos que contém outros óxidos. Composto por cal e soda. Características: transparência óptica e facilidade de fabricação.
13.2 Vidrocerâmicas: vidros que passam por tratamentos térmicos para formar materiais policristalinos de grãos finos. Propriedades: resistência mecânica maior e menores coeficientes de expansão térmica (melhora a resistência ao choque térmico) que os vidros.
13.3 Produtos à Base de Argila: componente principal de louças brancas. Pode-se adicionar outros componentes que influenciam as mudanças que ocorrem durante o cozimento.
13.4 Refratários: materiais empregados em temperaturas elevadas e ambientes reativos. Exigem materiais com alta temperatura de fusão, habilidade em permanecer não reativo, inerte em ambientes severos e capazes de prover isolamento térmico. Exemplos: argila refratária, sílica (básica e especial).
13.5 Abrasivos: usadas para cortar, esmerilhar e polir materiais mais macios. Deve ser duro, tenaz e capaz de suportar altas temperaturas. Exemplos: diamante, carbeto de silício, etc.
13.6 Cimentos: produzido pelo aquecimento de argila e minerais com cal em forno rotativo. Quando misturados à água, formam uma pasta capaz de assumir formas desejadas. Endurecimento é o resultado de reações químicas.
13.7 Cerâmicas Avançadas: exclusivas propriedades mecânicas, químicas, elétricas, etc.
13.8 Fabricação de Vidros e Vidrocerâmicas: conformados à altas temperaturas. Prensagem, sopro, estiramento e conformação de fibras são técnicas aplicadas e em seguida resfriam-se as peças. Após a fabricação, podem ser recozinhos e temperados para melhorar características mecânicas.
13.9 Fabricação de Produtos à Base de Argila: água + argila forma material deformável e suscetível a conformação. É necessário cozimento para que a peça densa e resistente seja produzida após a fusão completa. Duas técnicas comuns são conformação hidroplástica e fundição em suspensão.
13.10 Prensagem de Pós e Fundição em Fita: compactação de pós e chapa fina de cerâmica conformada a partir de suspensão utilizando lamina afilada respectivamente.
14º Capítulo – Estruturas dos Polímeros
- Compostos por cadeias carbônicas grandes com grupos laterais formados por vários átomos. Unidades repetidas ao longo da cadeia chamadas de entidades estruturais menores.
14.1 Características: massa molar elevada expressa em termos do numero médio. Forma molecular torcida, espiralada ou retorcida. Estrutura molecular linear, ramificada, com ligações cruzadas e em rede. Configurações moleculares cabeça-a-cabeça ou cabeça-a-cauda (arranjos espaciais diferentes).
14.2 Termoplásticos e Termofixos: comportamento sob elevadas temperaturas onde termoplásticos tem estruturas lineares e ramificadas e amolecem quando aquecidos e endurecem quando resfriados e termofixos não amolecem uma vez que endurecidos ao serem aquecidos e apresentam ligações cruzadas e em rede.
14.3 Copolímeros: tipos aleatórios, alternados, em bloco e por enxerto.
15º Capítulo – Características, Aplicações e Processamento dos Polímeros
15.1 Tensão-Deformação: classificado em frágil, plástico e altamente elástico.
15.2 Deformação Viscoelástica: comportamento mecânico intermediário ao elástico e viscoso.
15.3 Fratura de Polímeros: baixa resistência à fratura comparando a metais e cerâmicos.
15.4 Deformação de Polímeros Semicristalinos: moléculas nas regiões amorfas alongam-se na direção da tensão. Fatores que influenciam suas propriedades mecânicas: massa molar, grau de cristalinidade, pré-deformação por estiramento e tratamento térmico.
15.5 Deformação de Elastômeros: alongamentos elásticos grandes para materiais elastoméricos amorfos e dotados de ligações cruzadas.
15.6 Cristalização: moléculas com orientação aleatória na fase líquida transformam-se em cristalitos com cadeias dobradas.
15.7 Fusão: transformação de um material sólido em líquido viscoso de estrutura aleatória.
15.8 Transição Vítrea: transformação gradual de líquido em material borrachoso e em seguida sólido rígido. Influenciam as temperaturas de fusão e vítrea: ligações duplas e grupos laterais volumosos ou polares e massa molar baixa.
15.9 Tipos de Polímeros: classificados conforme aplicação final. Exemplos: plásticos, fibras, revestimentos, adesivos, filmes, espumas, etc.
15.10 Polimerização: síntese de polímeros com alta massa molar – adição e condensação. Aditivos como cargas, plastificantes, estabilizantes, corantes, por exemplo, podem modificar suas propriedades (resistência, tenacidade, flexibilidade, ductilidade, entre outras).
15.11 Conformação e Fabricação de Fibras e Filmes: conformação do material a alta temperatura usando em seguida técnicas de moldagem (compressão, transferência, injeção e sopro). Para fibras funde-se material viscoso ou solução e alonga-se plasticamente durante estiramento, melhorando a resistência mecânica. Em filmes usa-se extrusão, sopro ou calandragem.
16º Capítulo – Compósitos
- Materiais multifásicos produzidos artificialmente com combinações desejáveis. Fase matriz continua que envolve a outra fase. Compósitos podem ser reforçados por dispersão, isto é, aumenta a resistência com adição de partículas que inibem o movimento das discordâncias.
- Comprimento da Fibra pode influenciar aumentando sua eficiência. Orientação e concentração de fibras também pode influenciar seu módulo de elasticidade.
- Compósitos podem ter matriz polimérica (reforçados com fibra de vidro, carbono), metálica (temperaturas de operação maiores) e cerâmica (maior tenacidade à fratura).
- Compósitos ainda podem ser Carbono-Carbono, híbridos e estruturais.
17º Capítulo – Corrosão e Degradação dos Materiais
- Corrosões metálicas podem ser químicas (não há presença de água e necessita de temperatura) ou eletroquímicas (água líquida e temperatura ambiente – processo espontâneo de oxidação). Em um metal oxidação é a perda dos elétrons de valência do átomo (anodo); os íons resultantes podem ir para a solução corrosiva ou formar um composto insolúvel.
- Metais oxidam em graus de facilidade diferentes, demostrado pelo par galvânico. A magnitude do potencial elétrico estabelecido entre o anodo e o catodo indica a força motriz para a reação de corrosão.
- Taxas de Corrosão são expressas por taxa de penetração da corrosão (perda de espessura por unidade de tempo).
- Passividade é a perda da reatividade química em certas circunstancias do ambiente. Esse fenômeno envolve a formação de um fino filme protetor de óxido.
- São algumas formas de corrosão:
A) Ataque Uniforme: grau de corrosão uniforme ao longo da superfície exposta.
B) Galvânica: dois metais ou ligas diferentes são unidos eletricamente enquanto expostos a uma solução de eletrólito.
C) Em Frestas: ocorre sob frestas ou áreas onde existe exaustão localizada de oxigênio.
D) Por Pites: pites ou orifícios se formam a partir do topo de superfícies horizontais.
E) Intergranular: preferencialmente ao longo de contornos de grão.
F) Lixívia Seletiva: elemento/constituinte é eliminado seletivamente pela ação da corrosão.
G) Erosão-Corrosão: ação combinada de ataque químico e desgaste mecânico.
H) Sob Tensão: formação e propagação de trincas resultante de corrosão e aplicação de tensão de tração.
I) Fragilização por Hidrogênio: redução na ductilidade acompanhada pela penetração de hidrogênioatômico na liga/metal.
 Livro Corrosão – 3ª edição Vicente Gentil
1º Capítulo – Corrosão
- Corrosão é uma deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliada ou não a esforços mecânicos.
- Problemas de corrosão são frequentes e ocorrem em diversas atividades podendo ocasionar perdas diretas como custos de substituição de peças, manutenção de processos de proteção ou também perdas indiretas como acidentes, perda de produto e eficiência, contaminação, etc.
2º Capítulo – Oxidação-Redução
- Oxidação é o ganho de oxigênio por uma substancia e Redução é a retirada do oxigênio de uma substancia. Em termos de elétrons na oxidação perdem-se elétrons e na redução se ganha elétrons. Agente redutor é aquele que oxida e agente oxidante aquele que reduz.
3º Capítulo – Potencial de Eletrodo
- Imersão de metal em soluções eletrolíticas determina o estabelecimento de uma diferença de potencial entre as duas fases.
- Potencial chamado de E é a diferença do potencial do metal e o potencial da solução (E = Emetal/catodo – Esolução/anodo).
- Quando se ligam dois eletrodos através de um circuito metálico externo, chama-se Pilha Eletroquímica. Eletrodos podem estar em recipientes separados ou não, podendo estabelecer a condutância iônica através da ponte salina ou parede porosa. Essas pilhas permitem a transformação de energia química em elétrica e vice-versa. Este processo é espontâneo. Quando há a necessidade de fonte de energia externa, chama-se Pilha Eletrolítica formada de anodo (aumenta elétrons livres) + catodo (diminui elétrons na fase metálica).
- A equação de Nernst é usada para determinação dos novos potenciais (E = E0 – (0,0592/n).log(Ci/C0)).
4º Capítulo – Pilhas Eletroquímicas
- Componentes principais: anodo (onde há oxidação, corrosão), eletrólito (condutor), catodo (onde há redução) e circuito metálico (ligação metálica entre o anodo e o catodo).
- Pilhas Galvânicas: dois metais diferentes em contato imersos em um mesmo eletrólito.
- Pilha ativa-passiva: forma-se a camada fina de óxido na superfície.
- Pilha de ação local: anodos e catodos em contato direto em presença de eletrólito.