Química e Ciência dos Materiais

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ENGENHARIA AMBIENTAL
geovani lisboa dos santos
QUÍMICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
LINHARES
2024
GEOVANI LISBOA
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: Katielly Tavares Dos Santos
LINHARES
2024
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. Acesso à 28/10/2024
ALGETEC. Manual do laboratório de Química: Identificação dos Minerais:Parâmetros visuais. Acesso à 28/10/2024
ALGETEC. Manual do laboratório de Química: Identificação dos Minerais Destrutivos. Acesso à 28/10/2024
 
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