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1 
Resumo 
Cronograma do Programa / Avaliações 
Bibliografia Básica 
Introdução 
Requisitos dos Materiais em Geral 
Revisão sobre Estrutura Atômica 
Estrutura Cristalina 
Materiais Metálicos 
Mecanismos de Deformação Plástica e de Aumento da 
Resistência 
•Materiais Poliméricos 
•Materiais Cerâmicos 
•Materiais Compósitos 
•Materiais Especiais (Semicondutores, Dielétricos, Supercondutores, Biomateriais) 
e Materiais Inteligentes 
2 
Mecanismo de Deformação Plástica 
• Quando a tensão supera a de escoamento iniciam-se as rupturas das 
ligações químicas e os movimentos atômicos no interior dos materiais; 
• Essa deformação é permanente e não modifica o reticulado atômico já 
que os movimentos são sempre de um número inteiro de parâmetros de 
rede; 
• Como os átomos tem uma tendência a rolarem uns sobre os outros, são 
os esforços de cisalhamento os responsáveis pelos movimentos 
atômicos. Estes esforços de cisalhamento que são uma resultante dos 
esforços externos aplicados como tentativa a deformação; 
• Desta forma mesmo os esforços externos sendo de tração ou 
compressão, as tensões responsáveis pela deformação plástica serão 
as de cisalhamento; 
• No caso dessas forças, as tensões de cisalhamento responsáveis pela 
deformação serão componentes desses valores externos. 
3 
As tensões de tração e compressão externas se transformam em componentes de cisalhamento 
Mecanismo de Deformação Plástica 
4 
• Observou-se que a força necessária na prática, para se fazer um plano 
escorregar sobre outro era 20 X menor que o valor teórico calculado. 
• Isso se deve a presença de um defeito em linha que todos os materiais 
cristalinos possuem chamado de discordâncias 
• As discordâncias são planos incompletos de átomos gerados no 
momento da cristalização devido a má formação dos planos vizinhos. 
Há dois tipos de discordâncias, a em cunha (a) e a helicoidal (b) ou em espiral. 
Quando as duas aparecem juntas no material tem-se as discordâncias mistas ou 
combinadas 
Mecanismo de Deformação Plástica 
5 
a) Um cristal perfeito; 
b) Um plano extra é inserido no 
cristal (a); 
c) O vetor de Burgers ḃ equivale à 
distância necessária para fechar 
o contorno formado pelo mesmo 
número de átomos ao redor da 
discordância de aresta; 
d) O vetor de Burgers é 
perpendicular a linha da 
discordância. 
Defeitos em Linha – Discordâncias em Linha ou de Aresta 
(a) (b) (c) 
Linha da 
Discordância 
Vetor de 
Burgers 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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a) Um cristal perfeito; 
b) Um degrau gerado em parte 
do cristal devido ao 
deslizamento entre planos 
numa região do cristal (a); 
c) O vetor de Burgers ḃ 
equivale à distância 
necessária para fechar o 
contorno formado pelo 
mesmo número de átomos 
ao redor da discordância em 
hélice. 
d) O vetor de Burgers é 
paralelo a linha de 
discordância. 
Defeitos em Linha – Discordâncias em Hélice 
(a) (b) (c) 
Linha da 
Discordância 
Vetor de 
Burgers 
Mecanismo de Deformação Plástica 
7 
Mecanismo de Deformação Plástica 
MOVIMENTO DE DISCORDÂNCIAS 
Plano de escorregamento 
Direção de escorregamento 
Uma distância 
interatômica 
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Mecanismo de Deformação Plástica 
• Uma das maneiras de representar o que acontece quando um material se 
deforma é imaginar o deslizamento de um plano atômico em relação a do 
plano adjacente. 
9 
Mecanismo de Deformação Plástica 
10 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Tensão 
de 
cisalham
ento 
Direção do 
movimento 
Direção do 
movimento 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Características das discordâncias: Geram tensões de tração e compressão no 
reticulado próximo, além disso podem se repelir (a) ou se anular (b) dependendo da 
localização dessas forças. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Sistemas de Escorregamento 
•As discordâncias se movem 
preferencialmente em 
direções e planos de maior 
densidade atômica entre as 
existentes no sistema 
cristalino. 
•Ao lado tem-se o exemplo 
de um plano de 
escorregamento e suas 3 
direções possíveis dentro 
desse plano para o sistema 
C.F.C. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Sistemas de Escorregamento 
•Um dos planos de 
escorregamento e uma 
direção de escorregamento 
para o sistema C.C.C. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Número de sistemas de escorregamento/deslizamento e sua influência na 
deformabilidade dos metais 
• Os metais com estrutura C.F.C. tem 12 sistemas de alta densidade. 
• Os metais C.C.C. tem 48 sistemas mas com menor densidade atômica. De 
maneira geral, esses metais deformam menos até a ruptura que os metais 
C.F.C. 
• Os metais HC possuem planos de alta densidade atômica mas em número 
apenas de 3, o que os torna materiais normalmente frágeis. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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- Deformação Plástica em Metais por Deslizamento/Escorregamento - 
Sistema de Deslizamento 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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Sistema de Deslizamento 
CFC 
Planos: Direções: 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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Sistema de Deslizamento 
CCC 
Planos: Direções: 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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• O mecanismo de escorregamento e de deformação plástica, 
pode ser, inicialmente, mais facilmente entendido em 
monocristais podendo-se depois extrapolá-lo para policristais. 
• As forças causadoras da def. plástica são de cisalhamento 
mas muitas vezes as forças externas são de tração ou 
compressão como já foi dito. A intensidade da força de 
cisalhamento atuante sobre os planos dependerá da força 
externa e dos ângulos dessa força em relação ao plano e a 
direção de escorregamento. 
• Quando qualquer dos ângulos forem 90º a força de 
cisalhamento responsável pelo escorregamento será nula. Se 
forem de 45º será máxima. A soma dos ângulos não são em 
geral 90º uma vez que a força e as duas direções não 
necessitam estar contidas em um mesmo plano. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
Considere um monocristal de Fe ccc orientado 
com a tensão de aplicação do esforço externo ao 
longo da direção [010]. 
(a) Calcule a tensão cisalhante resolvida (crss) ao 
longo do plano (110) e na direção [-111] 
quando uma tensão externa de tração () de 
52 Mpa (7500 psi) é aplicada. 
(b) Se o deslizamento ocorre no plano (110) e na 
direção [-111], e a tensão cisalhante critica 
resolvida (crss) é de 30 Mpa (4350) psi, calcule 
a magnitude da tensão externa de tração () a 
ser aplicada para iniciar o escoamento (y). 
Cálculo da Tensão de Escoamento para a Deformação de Monocristais 
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Mecanismo de Deformação Plástica 
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Cálculo da Tensão de Escoamento para a Deformação de Monocristais 
(a) Uma célula unitária ccc com a direção e o plano de deslizamento 
bem como a direção de aplicação da tensão são apresentados no 
diagrama (1). Como indicado, , o ângulo entre a normal do plano 
(110) e a direção [010] é de 45o. A partir do triângulo ABC no 
diagrama (2), , o ângulo entre as direções [-111] e [010] é igual a 
tg(a(2)1/2/a) = 54,7o, sendo a o parâmetro de rede. Dessa forma: 
)3060(3,21)7,54)(cos45)(cos52(coscos psiMPaMPa ooR  
(1) 
(2) 
(b) A tensão de escoamento, y, por se calculadapor uma das 
equações dadas anteriormente, tendo em conta os mesmo valores 
de  e  do item (a) 
)10600(4,73
)7,54)(cos45(cos
30
))(cos(cos
psiMPa
MPa
oo
R
y  
Mecanismo de Deformação Plástica 
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• O escorregamento é mais complexo devido ao grande 
número de grãos com orientações diferentes. 
• Cada grão possuirá planos e direções de 
escorregamentos com ângulos distintos dos vizinhos, 
mesmo se tratando do mesmo sistema de 
escorregamento. (orientações cristalinas diferentes 
em cada grão). 
• Quando se supera a tensão de escoamento inicia o 
movimento das discordâncias nos grãos melhores 
orientados com a tensão externa aplicada em relação 
ao sistema de escorregamento preferencial.Os grãos 
vizinhos, não tão bem orientados, terminam 
dificultando a deformação do primeiro. Além das 
dificuldades das discordâncias passarem pelos 
contornos de grão. Essas restrições fazem dos 
materiais policristalinos, materiais mais resistentes 
que os monocristais. 
• A deformação generalizada causa distorções também 
nos grãos indicando o sentido da deformação. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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Efeito do contorno de grão na resistência dos materiais 
• Quando uma discordância encontra 
um contorno de grão ela tem que 
mudar de direção já que o sistema de 
escorregamento também muda. Além 
disso a região do contorno (de 2 a 10 
Å) é conturbada onde os átomos não 
tem uma organização definida. 
• Assim quanto menores os tamanhos 
de grão mais contornos estarão no 
caminho das discordâncias 
necessitando de mais força de 
cisalhamento sobre os planos para 
realizar a deformação plástica. O 
material fica mais resistente. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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Deformação por Maclação 
maclas em peça de bronze 
• Maclas podem ser causadas por deformações do material, por tensões térmicas ou mecânicas; 
• Maclas de deformação ocorrem em metais que possuam estruturas cristalinas C.C.C. ou H.C. a 
baixas temperaturas e a taxas elevadas de carregamento (cargas de impacto), quando existem 
poucos sistemas de escorregamento operacionais. A formação da macla pode gerar novos 
sistemas operacionais. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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Átomos Intersticiais x Interação no Limite de Escoamento 
As discordâncias criam campos de tensão 
elástico no cristal ao redor de si e gera um 
maior desarranjo atômico próximo a sua 
extremidade, onde os desarranjos não podem 
ser descritos elasticamente. 
Consequentemente, os solutos intersticiais 
(p.ex. C, N, etc.) que são maiores que os 
vazios intersticiais da matriz preferem ocupar 
as posições junto a as extremidades das 
discordâncias e também outras posições da 
matriz que estão localizadas em locais onde o 
campos de tensão elástico da discordância 
ajudam a maximizar o tamanho do desarranjo. 
Mecanismo de Deformação Plástica 
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1. Aumento da resistência por adição de elemento de 
liga (formação de solução sólida ou precipitação de 
fases) 
2. Aumento da resistência por redução do tamanho de 
grão 
3. Aumento da resistência por encruamento 
4. Aumento da resistência por tratamento térmico 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
Restringir ou dificultar a movimentação das discordâncias torna os 
metais mais resistentes, mais duros e menos dúcteis. Isso pode ser 
obtido por quatro maneiras diferentes: 
27 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
- Solução Sólida - 
Solução Sólida Substitucional: (a) ordenada, (b) não-ordenada. 
Solução Sólida Intersticial. 
28 
1- Aumento da resistência por adição de elemento de 
liga 
• Os átomos de soluto podem causar tanto tração 
(átomos menores) como compressão (átomos 
maiores) na rede cristalina 
• Os átomos de soluto se alojam na rede próximo 
às discordâncias de forma a minimizar a energia 
total do sistema 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
29 
 
EX: INTERAÇÃO DE DISCORDÂNCIAS EM SOLUÇÕES SÓLIDAS SUBSTITUCIONAIS 
Quando um átomo de uma impureza esta presente, o 
movimento da discordância fica restringido, ou seja, deve-se 
fornecer energia adicional para que continue havendo 
escorregamento. Por isso soluções sólidas de metais são 
sempre mais resistentes que seus metais puros constituintes. 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
30 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
- Solução Sólida - 
31 
- Solução Sólida - 
Exemplo para aços: Os 
elementos de liga ao lado 
dissolvidos no Fe- 
(austenita) ou Fe- 
(ferrita) aumentam a sua 
dureza por solução sólida 
e/ou pela precipitação de 
novas fases de diminutas 
dimensões, de estrutura 
cristalina e composição 
química distinta quando o 
limite de solubilidade é 
excedido. 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
32 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
2. Aumento da resistência por encruamento 
• É o mais antigo e provavelmente o 
mais utilizado dentre os 
mecanismos de endurecimento de 
metais. 
• O encruamento é o mecanismo pelo 
qual um material dúctil se torna 
mais duro e resistente depois de ter 
sido submetido a uma deformação 
plástica. 
• Durante a deformação plástica, as 
discordâncias movimentam-se, 
multiplicam-se, interagem entre si 
formando “emaranhados”. Para que 
a movimentação das discordâncias 
ocorra passa a haver a necessidade 
de tensões crescentes. 
33 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
2. Aumento da resistência por encruamento 
34 
Movimento das discordâncias em analogia com a 
movimento de um tapete:Antes e após trabalho a frio 
• INÍCIO DA DEFORMAÇÃO 
PLÁSTICA A FRIO 
• ENCRUAMENTO, INTERAÇÃO 
ENTRE UM NÚMERO 
CRESCENTE DE 
DISCORDÂNCIAS: A FORÇA 
NECESSÁRIA AUMENTA 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
35 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
2. Aumento da resistência por encruamento 
36 
Encruamento e microestrutura 
• Antes da 
deformação 
• Depois da 
deformação 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
37 
O encruamento pode ser removido por 
tratamento térmico (recristalização) 
 
• Se os metais deformados plasticamente 
forem submetidos ao um aquecimento 
controlado, este aquecimento fará com 
que haja um rearranjo dos cristais 
deformados plasticamente, diminuindo a 
dureza dos mesmos 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
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Mecanismos que ocorrem no aquecimento 
de um material encruado 
 
ESTÁGIOS: 
 
• Recuperação 
• Recristalização 
• Crescimento de grão 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
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• Para anular os efeitos do 
encruamento e voltar a ter as 
propriedades anteriores à 
deformação plástica deve-se fazer 
um tratamento térmico chamado de 
recozimento para recristalização que 
possui 3 etapas: 
 
• Recuperação: ocorre um alívio de 
parte das tensões internas. 
 
• Recristalização: (temperatura 
entre1/3 e 1/2 da temperatura 
absoluta de fusão, em K ) Nucleiam 
novos grãos no material com a 
forma anterior à deformação e as 
propriedades mecânicas voltam aos 
valores originais 
 
• Crescimento de grãos: Após a 
recristalização estar completa, os 
novos grãos continuarão a crescer, 
prejudicando as propriedades 
mecânicas e a resistência ao 
choque 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
40 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
41 
3- Aumento da resistência por diminuição do tamanho de grão 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
42 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência• Quando uma discordância encontra um contorno de grão ela tem que 
mudar de direção já que o sistema de escorregamento também muda. 
Além disso a região do contorno (de 2 a 10 Å) é conturbada onde os 
átomos não tem uma organização definida. 
• Assim quanto menores os tamanhos de grão mais contornos estarão no 
caminho das discordâncias necessitando de mais força de cisalhamento 
sobre os planos para realizar a deformação plástica. O material fica mais 
resistente. 
3- Aumento da resistência por diminuição do tamanho de grão 
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Concentração de discordâncias na região adjacente a um contorno de 
grão. Microscópio eletrônico de transmissão 60.000 vezes 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
44 
• Operações de aquecimento de um material a uma dada temperatura e 
resfriamento após um certo tempo, em condições controladas, com a 
finalidade de dar ao material propriedades especiais. 
• São executados por alteração da velocidade de 
aquecimento/resfriamento e da temperatura de aquecimento ou da 
temperatura a que são resfriados ou de ambos. 
• Devido a: cristalização/recristalização ou mudança de fase 
(transformação e/ou precipitação). 
• Está associado diretamente ao tipo de material. Portanto, deve ser 
escolhido desde o início do projeto. 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
4. Aumento da resistência por tratamento térmico 
45 
Solubilização e Envelhecimento/Precipitação 
Microestrutura de 
equilíbrio com o 
precipitado grosseiro  
nos contornos de grão 
Fina dispersão de 
precipitados no 
interior dos grãos. 
100% solução sólida 
 e após a tempera 
solução sólida  
superaturada de Cu 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
46 
- Precipitação / Envelhecimento - 
(a) solução sólida . (b) Envelhecido; a precipitação de  está apenas iniciada. Como, 
neste estágio, as duas estruturas são coerente, existe um campo de tensões ao redor 
do precipitado. (c) superenvelhecido. Tem-se duas fases distintas e não coerentes,  e 
. Um número limitado de átomos soluto interferem ao máximo com o movimento das 
discordâncias na situação (b), ou seja, precipitados menores são mais efetivos no 
endurecimento por precipitação. 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
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- Precipitação / Envelhecimento - 
Tempo de Envelhecimento a uma dada Temperatura 
R
e
s
is
tê
n
c
ia
 e
 D
u
re
z
a
 
Pico do envelhecimento (condição 
otimizada em tamanho e distribuição 
de precipitados para promover 
endurecimento) 
Solução Sólida 
Supersaturada 
Superenvelhecimento 
(coalescimento de precipitados) 
Sub-envelhecida (precipitados 
pequenos e em crescimento) 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
48 
Resfriamento mais 
acerelado 
Dureza 30 a 40 (HR C) 
Perlita fina, 3000x. 
Resfriamento mais 
lento 
Dureza 5 a 20 (HR C) 
Perlita grosseira, 
3000x. 
- Precipitação / Segunda Fase - 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
49 
- Tratamento Térmico - 
Têmpera e Revenido  Martensita de Ligas Ferrosas 
Têmpera: Tratamento térmico que consiste no 
aquecimento da liga metálica até uma temperatura 
alta (p.ex. Aços - campo de estabilidade da estrutura 
cfc – austenita) e por um dado tempo, seguido de 
resfriamento rápido para de uma fase mais dura, 
chamada de martensita (tcc), e impede a formação 
da estrutura ccc. 
Revenimento: Tratamento térmico posterior a 
têmpera que faz no aquecimento a martensita 
reverta reticulado instável ao reticulado estável 
cúbico centrado, produz reajustamentos internos que 
aliviam as tensões e, além disso, uma precipitação 
de partículas de carbonetos que crescem e se 
aglomeram, de acordo com a temperatura e o tempo. 
Normalmente diminui a dureza do material e maior 
será o decréscimo quanto maior for a temperatura do 
tratamento. 
Efeito da temperatura de revenido sobre a dureza e a 
resistência ao choque (expressa em valores Charpy) 
de um aço 1045 temperado. 
Propriedade 
na condição 
temperada 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
50 
- Tratamento Térmico - 
Têmpera e Revenido  Martensita de Ligas Ferrosas 
Liga de Fe-Ni 
(Fundo claro austenita e 
regiões com aspecto de 
folha/penas referem-se a 
martensita) 
Noções sobre Mecanismo de Aumento da Resistência 
51 
Cronograma do Programa / Avaliações 
Bibliografia Básica 
Introdução 
Requisitos dos Materiais em Geral 
Revisão sobre Estrutura Atômica 
Estrutura Cristalina 
Materiais Metálicos 
Mecanismos de Deformação Plástica e de Aumento da Resistência 
Materiais Poliméricos 
•Materiais Cerâmicos 
•Materiais Compósitos 
•Materiais Especiais (Semicondutores, Dielétricos, Supercondutores, Biomateriais) 
e Materiais Inteligentes 
Resumo 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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Materiais Poliméricos 
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- “Definição” - 
A palavra polímero vem do grego poli (muitas) + mero (partes), e é 
exatamente isto, a repetição de muitas unidades (poli) de um tipo de composto 
químico (mero). E polimerização é o nome dado ao processo no qual as várias 
unidades de repetição (monômeros) reagem para gerar uma cadeia de 
polímero. 
Materiais Poliméricos 
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- “Estrutura de Repetição” - 
Polímero Estrutura de Repetição 
Polietileno (PE) 
Polipropileno (PP) 
Cloro Polivinil (PVC) 
Politetrafluoretileno (PTFE) 
Poliestireno (OS) 
Materiais Poliméricos 
Este símbolo denota um anel aromático 
62 
- “Estrutura de Repetição” - 
Polímero Estrutura de Repetição 
Polimetil metacrilato (PMMA) 
Polihexametileno adipamido 
(Nylon 6.6) 
Fenol-formaldeído (Baquelite) 
Materiais Poliméricos 
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- “Tipos de Polímeros” - 
Existe no mercado uma grande quantidade de tipos de polímeros, derivados 
de diferentes compostos químicos. Cada polímero é mais indicado para uma 
ou mais aplicações dependendo de suas propriedades físicas, mecânicas, 
elétricas, óticas, etc. 
Os tipos de polímeros mais consumidos atualmente são os polietilenos, 
polipropilenos, poliestirenos, poliesters e poliuretanos; que devido a sua 
grande produção e utilização são chamados de polímeros commodities. 
Outras classes de polímeros, como os poliacrilatos, policarbonatos e 
fluorpolímeros tem tido uso crescente. 
Vários outros polímeros são fabricados em menor escala por terem uma 
aplicação muito específica ou devido ao seu custo ainda ser alto e por isso 
são chamados de plásticos de engenharia. 
Uma nova classe de polímeros biológicos (biopolímeros) tem sido o foco 
deatenção de muitas pesquisas devido a suas aplicações no campo da 
medicina. 
Materiais Poliméricos 
64 
- “Definições Gerais de Polímeros” - 
a) Monômero 
Composto químico cuja polimerização irá gerar uma cadeia de polímero. 
b) Homopolímero 
Macromolécula derivada de um único tipo de monômero. 
c) Copolímero 
Macromolécula contendo dois ou mais tipos de monômeros em sua estrutura. 
d) Termoplástico 
Polímero que amolece e pode fluir quando aquecido. Quando resfriado ele 
endurece e mantém a forma que lhe é imposta. O aquecimento e o 
resfriamento podem ser repetidos muitas vezes. 
Materiais Poliméricos 
65 
- “Definições Gerais de Polímeros” - 
e) Termofixo 
Polímero que não pode ser dissolvido ou aquecido até altas temperaturas de 
forma a permitir deformação contínua. Os termoplásticos se tornamtermofixos através de crosslinks (ramificações). 
f) Crosslink (ramificações) 
Ligações químicas cruzadas entre cadeias de polímeros. Muitas cadeias 
podem se ligar uma nas outras formando uma rede de polímeros. 
g) Grau de polimerização (DP) 
É o número de unidades monoméricas presentes na molécula do polímero. 
Materiais Poliméricos 
66 
- “Estrutura/Arquitetura Molecular” - 
Materiais Poliméricos 
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- “Peso Molecular” - 
Como uma cadeia de polímero é 
formada pela adição de uma grande 
quantidade de monômeros, durante a 
polimerização, cadeias com diferentes 
comprimentos serão formadas, e 
portanto, uma distribuição de 
comprimentos de cadeia será obtida. 
Conseqüentemente, uma distribuição de 
pesos moleculares também existirá, não 
sendo possível obter um valor único e 
definido para o peso molecular do 
polímero. Sendo que este deve ser 
calculado baseado numa média dos 
pesos moleculares da distribuição. 
Distribuição de pesos moleculares 
e representação dos pesos 
moleculares médios (Mw e Mn). 
Materiais Poliméricos 
68 
- “Peso Molecular” - 
Materiais Poliméricos 
69 
- “Peso Molecular” - 
Materiais Poliméricos 
70 
- “Peso Molecular” - 
As propriedades mecânicas e o comportamento do polímero durante o 
processamento são altamente dependentes do tamanho médio e da distribuição 
de comprimentos das cadeias de polímero. Embora a estrutura química do 
polímero seja igual, pesos moleculares diferentes podem mudar completamente 
as propriedades do polímero (propriedades físicas, mecânicas, térmicas, 
algumas reológicas, de processamento e outras), e por esta razão, os polímeros 
são caracterizados principalmente por seu peso molecular. 
Tanto o peso molecular quanto a distribuição de pesos moleculares são 
determinadas pelas condições operacionais da reação, sendo que diferentes 
condições operacionais produzirão polímeros com pesos moleculares médio 
diferentes. 
Devido à grande competição industrial, são de extrema importância: a habilidade 
de poder controlar o peso molecular do polímero durante sua produção; e o 
entendimento de como o peso molecular influencia nas propriedades finais do 
polímero. 
Materiais Poliméricos 
71 
- “Peso Molecular” - 
Materiais Poliméricos 
72 
- “Estrutura/Arquitetura Molecular” - 
Além do peso molecular médio, a arquitetura molecular do polímero e sua 
conformação molecular irão influenciar as propriedades do polímero e, 
portanto devem ser entendidas. 
Os polímeros podem ser lineares, ramificados ou em rede. 
Polímero Linear 
Nos polímeros lineares, cada monômero é ligado somente a outros dois 
monômeros, existindo a possibilidade de ramificações pequenas que são parte 
da estrutura do próprio monômero. 
Exemplos: estireno e polimetilmetacrilato 
Materiais Poliméricos 
73 
- “Estrutura/Arquitetura Molecular” - 
Polímero Ramificado 
Nos polímero ramificados, um monômero pode ser ligar a mais de dois outros 
monômeros, sendo que as ramificações não são da estrutura do próprio 
monômero. 
Exemplo: poliacetato de vinila e polietileno 
Polímero em Rede 
Nos polímero em rede (crosslinked), as ramificações do polímero se 
interconectam formando um polímero com peso molecular infinito. Um 
polímero é considerado de peso molecular infinito quando seu valor é maior do 
que o peso molecular que os equipamentos de análise conseguem medir. 
Materiais Poliméricos 
74 
- “Estado de Conformação” - 
Polímero Amorfo 
As cadeias do polímero estão em estado desorganizado, arranjadas em 
espirais randômicas e sem que haja um ponto de derretimento fixo. 
Polímero Cristalino 
As cadeias do polímero estão em estado ordenado, existindo uma forma 
definida. 
Possui um ponto de derretimento definido. 
Polímero Semi-Cristalino 
Em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente 
cristalinos, se apresentando num estado intermediário. Este estado 
intermediário é definido pelo grau de cristalinidade do polímero. 
Materiais Poliméricos 
75 
- “Amorfo x Cristalino” - 
Materiais Poliméricos 
76 
- “Cristalinidade” - 
Região de alta 
cristalinidade 
Região 
Amorfa 
Quando maior o grau de cristalinidade, maior é a organização das cadeias de polímero. 
O conhecimento do grau de cristalinidade de um polímero é importante, pois facilita na 
seleção do material a ser usado em diferentes aplicações. 
Em geral, os polímeros não são nem totalmente amorfos, nem totalmente cristalinos. 
Materiais Poliméricos 
77 
- “Fatores que Influenciam no Grau de Cristalinidade” - 
•A natureza química da cadeia do polímero é o principal fator que influencia na 
probabilidade de um polímero exibir uma estrutura cristalina. 
•Cadeias de baixo peso molecular favorecem uma maior cristalinidade. 
•Polímeros capazes de formar ligações intermoleculares distribuídas ao longo da 
cadeia favorecem um maior grau de cristalinidade. 
•Homopolímeros possuem maiores condições de formar uma estrutura mais 
cristalina do que copolímeros randômicos. Isto porque os copolímeros possuem 
uma distribuição não uniforme de forças intermoleculares. 
Continua ... 
Materiais Poliméricos 
78 
- “Fatores que Influenciam no Grau de Cristalinidade” - 
Continuação ... 
•Polímeros de monômeros contendo grupos laterais grandes ou ramificações tem 
menor grau de cristalinidade, pois o maior empacotamento das cadeias é inibido. 
•Pressão e temperatura podem influenciar na cristalinidade. 
•Após a moldagem do polímero, a cristalinidade do polímero ainda pode ser 
modificada através do processo de annealing, no qual através do aquecimento do 
polímero as cadeias podem se movimentar mais livremente formando estruturas 
cristalinas (cristalitos) adicionais. 
Materiais Poliméricos 
79 
- “Conformação das Cadeias” - 
A designação comum para o 
monômero é dada por: 
A designação comum para o 
monômero é dada por: 
Materiais Poliméricos 
80 
- “Conformação das Cadeias” - 
A designação comum para o 
monômero é dada por: 
Dependendo da forma com que a ligação entre 
os monômeros ocorre, podemos ter três tipos 
diferentes de conformação de cadeias: 
Materiais Poliméricos 
81 
- Efeito da Temperatura em Termoplásticos - 
Efeito da 
temperatura na 
estrutura e no 
comportamento 
dos 
termoplásticos 
Materiais Poliméricos 
82 
- Efeito da Temperatura em Termoplásticos - 
Efeito da 
temperatura no 
módulo de 
elasticidade para 
um termoplástico 
amorfo. As 
temperaturas Tg 
e Tf não ocorrem 
em temperaturas 
fixas. 
Materiais Poliméricos 
83 
- Efeito da Temperatura em Termoplásticos - 
Correlação entre 
a densidade e a 
temperatura de 
um polímero. As 
temperaturas de 
fusão e vítrea são 
mostradas. 
Observe que a Tg 
e Tf não são 
fixas, mas sim 
faixas de 
temperaturas. 
Materiais Poliméricos 
84 
- Deformação de Polímeros - 
Curva tensão-deformação do Náilon-
6/6, que é um polímero típico. 
A formação do pescoço polímeros 
amorfos não é estável, uma vez que o 
alinhamento das cadeias poliméricas no 
local aumenta a resistência desta região 
e reduz a taxa de deformação. 
Materiais Poliméricos 
85 
- Deformação de Polímeros - 
Deformação 
Tensão -40 ºC 
Tg = 100 ºC 
68 ºC 
104 ºC 
140 ºC 
Abaixo Tg 
Acima Tf 
Entre Tg e Tf flexível 
elástico 
viscoso 
Tg = temperatura 
de transição 
vítrea 
Tf ou Tm = 
temperatura de 
fusão 
Materiais Poliméricos 
86 
- Deformação de Polímeros - 
Materiais Poliméricos 
87- Deformação de Polímeros - 
Efeito da temperatura ao longo do 
tempo sob o processo de ruptura do 
polietileno de alta densidade. 
Curvas de fluencia do acrílico (PMMA) 
(linhas tracejadas) e polipropileno 
(linhas contínuas) a 20ºC sob várias 
tensões. 
Materiais Poliméricos 
88 
- Deformação de Polímeros - 
(a) Elastômero sem reticulações (ligações cruzadas): a aplicação de uma tensão 
causa deformação tanto elástica quanto plástica. Após a remoção da tensão, o 
elastômero fica permanentemente deformado. (b) Elastômero com reticulação: o 
elastômero pode sofrer grande deformação elástica; contudo, quando a tensão é 
removida, o elastômero retorna à sua forma original. 
Materiais Poliméricos 
89 
- Deformação de Polímeros x Métodos de Avaliação - 
Ensaio de Tração 
Ensaio de Impacto 
Ensaio de Dureza 
Materiais Poliméricos 
90 
- “Aplicações” - 
As aplicações dos polímeros são as mais diversas, fazendo parte de nosso 
cotidiano. 
Materiais Poliméricos 
91 
- “Aplicações” - 
Materiais Poliméricos 
92 
Resumo 
Cronograma do Programa / Avaliações 
Bibliografia Básica 
Introdução 
Requisitos dos Materiais em Geral 
Revisão sobre Estrutura Atômica 
Estrutura Cristalina 
Materiais Metálicos 
Mecanismos de Deformação Plástica e de Aumento da Resistência 
Materiais Poliméricos 
Materiais Cerâmicos 
•Materiais Compósitos 
•Materiais Especiais (Semicondutores, Dielétricos, Supercondutores, Biomateriais) 
e Materiais Inteligentes 
93 
 
Os materiais cerâmicos são combinações de elementos 
metálicos e não metálicos, frequentemente óxidos, 
nitretos e carbetos. 
 
Nesta classificação, existe um grande número de materiais, 
como: argilas, cimentos e vidros. 
Materiais Cerâmicos 
- Definição- 
94 
 
 
Apresentam ligações tipo iônicas ou covalentes, sendo 
isolantes elétricos e térmicos. 
 
Os cerâmicos são em geral resistentes e muito frágeis. 
São resistentes à elevadas temperaturas e muito 
resistentes a ambientes corrosivos. 
Materiais Cerâmicos 
- Definição- 
95 
Cerâmica (Keramikos) = matéria-prima queimada. 
 
As propriedades só são atingidas após um tratamento térmico de alta 
temperatura – conhecido como ignição. 
Materiais Cerâmicos 
- Definição- 
96 
Classificação dos Materiais Cerâmicos de acordo com a 
aplicação 
Materiais Cerâmicos 
- Classificação quanto a aplicação- 
97 
Materiais Cerâmicos 
- Classificação quanto a aplicação- 
98 
 Cerâmicas Cristalinas: 
 
 O deslocamento de discordâncias é muito difícil – íons com mesma 
carga elétrica são colocados próximos uns dos outros – REPULSÃO; 
 No caso de cerâmicas onde a ligação covalente predomina o 
escorregamento também é difícil – LIGAÇÃO FORTE. 
 
 
 Cerâmicas Amorfas: 
 
 Não há uma estrutura cristalina regular – NÃO HÁ DISCORDÂNCIAS; 
 Materiais se deformam por ESCOAMENTO VISCOSO. 
 A resistência à deformação em um material não-cristalino é medida por 
intermédio de sua viscosidade. 
Materiais Cerâmicos 
- Estrutura cristalina - 
99 
-Características – 
“Ligação Atômica do Tipo Puramente Iônica a totalmente Covalente” 
Característica de materiais cerâmicos 
Célula Unitária 
Estrutura Cúbica 
do Diamante 
Materiais Cerâmicos 
100 
-Características – 
“Ligação Atômica do Tipo Puramente Iônica a totalmente Covalente” 
Percentual de 
Caráter Iônico 
Percentual de 
Caráter Iônico 
XA e XB eletronegatividade dos 
respectivos elementos 
Materiais Cerâmicos 
101 
-Características – 
“Ligação Atômica do Tipo Puramente Iônica a totalmente Covalente” 
Percentual de 
Caráter Iônico 
XA e XB eletronegatividade dos 
respectivos elementos 
Materiais Cerâmicos 
102 
Característica 
de materiais 
cerâmicos 
-Características – 
“Ligação Atômica do Tipo Puramente Iônica a totalmente Covalente” 
Materiais Cerâmicos 
103 
-Características – 
“Número de Coordenação” 
Estável Estável Instável 
ânion 
cátion 
Materiais Cerâmicos 
104 
-Características – 
“Número de Coordenação” 
Materiais Cerâmicos 
105 
-Características – 
“Raio Iônico para Número de Coordenação 6” 
Cátion 
Raio Iônico 
(nm) 
Ânion 
Raio Iônico 
(nm) 
Materiais Cerâmicos 
106 
Estrutura AX - NaCl 
CFC 
Número de coordenação 6 (Ânion / Cátion) 
Estrutura AX - CsCl 
CS 
Número de coordenação 8 (Ânion/ Cátion) 
- Estruturas Cristalinas - 
Materiais Cerâmicos 
107 
Estrutura AX - ZnS 
CFC 
Número de coordenação 4 (Ânion / Cátion) 
Estrutura AX2 - CaF2 
CS 
Número de coordenação 4 (Ânion) e 8 (Cátion) 
- Estruturas Cristalinas - 
Materiais Cerâmicos 
108 
Estrutura ABX3 - BaTiO3 
CFC 
Número de coordenação 6 (Ânion) e 12(A) e 6(B) (Cátion) 
- Estruturas Cristalinas - 
Materiais Cerâmicos 
109 
- Estruturas Cristalinas - 
Materiais Cerâmicos 
110 
Estrutura do Diamante Estrutura do Grafite 
Átomos de 
Carbono 
- Estruturas Cristalinas - 
Materiais Cerâmicos 
111 
- Fases Cerâmicas - 
Os materiais cerâmicos contém fases que são compostos de elementos 
metálicos e não-metálicos (vidros, tijolos, concretos, refratários, isolantes 
elétricos, etc.) Ex.: Material Cerâmico – MgO (refratário – funde a 2500ºC) 
 
Fases cerâmicas são inúmeras pois: 
Há muitas possibilidades de combinação de átomos metálicos e não-metálicos. 
Podem existir arranjos estruturais diferentes para a mesma combinação 
 
A maioria das fases cerâmicas são cristalinas (como os metais). Os elétrons são 
compartilhados por covalência ou são transferidos de um átomo para outro 
formando ligações iônicas. 
As ligações covalentes e iônicas conferem: alta dureza (intensa atração entre os 
átomos), alta resistência química, alto ponto de fusão, 
baixa condutividade elétrica e térmica  não tem e- livres (conduzem melhor em 
T elevadas) 
Materiais Cerâmicos 
112 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - 
 Os silicatos compõem a 
maioria dos produtos cerâmicos 
porque são abundantes, baratos e 
possuem propriedades úteis. 
 A unidade estrutural dos 
silicatos é o tetraedro SiO4-. Um 
atomo de Si é cercado 
tetraedricamente por átomos de O. 
 As forças que unem, estes 
átomos são intermediárias entre as 
das ligações covalentes e iônicas, 
consequentemente, estes átomos 
estão fortemente ligados 
 Os oxigênios do tetraedro 
devem compartilhar mais um elétron 
e isso pode ser feito com outros 
metais (em silicatos de Al, Mg, Ca, 
Zr,...) ou com outros tetraedros de Si. 
Materiais Cerâmicos 
Várias estruturas de silicatos surgem 
das diferentes maneiras de segundo as 
quais as unidades de SiO4
4- podem ser 
combinadas em arranjos unidimensionais, 
bidimensionais e tridimensionais. 
113 
 Para os vários minerais à base de silicato, um, dois ou três dos 
átomos de oxigênio nos vértices dos tetraedros de SiO4
4- são 
compartilhados por outros tetraedros para formar algumas 
estruturas consideravelmente mais complexas, tais como SiO4
4-, 
Si2O7
6-, Si3O9
6-, e assim por diante. 
 
 
Nessas estruturas, cátions carregados positivamente, como Ca2+, 
Mg2+ e Al3+ servem a dois propósitos: 
 
 Compensam as cargas negativas da unidade de SiO4
4- 
neutralidade de cargas. 
 Esses cátions ligam ionicamente entre si os tetraedros de SiO4
4-. 
Materiais Cerâmicos 
114 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - classificação 
Materiais Cerâmicos 
115 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - 
Materiais Cerâmicos116 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - 
Materiais Cerâmicos 
117 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - 
Materiais Cerâmicos 
118 
- Estrutura Cristalina dos Silicatos - 
Materiais Cerâmicos 
119 
-Estrutura Cristalina dos Silicatos – “Estrutura Vítrea” 
Materiais Cerâmicos 
 A sílica também pode ser constituída na forma de um sólido não-cristalino ou 
vidro, com um elevado grau de aleatoriedade atômica, o que é uma 
característica dos líquidos; tal maneira é conhecida por sílica fundida ou sílica 
vítrea. 
 A estrutura tetraédrica é SiO4
4- é a unidade básica (como na sílica cristalina); além 
dessa estrutura existe uma desordem considerável. 
(a) (b) 
Esquemas bidimensionais da estrutura do dióxido de silício cristalino (a) e do dióxido de 
silício não-cristalino (b). 
120 
-Estrutura Cristalina dos Silicatos – “Estrutura Vítrea” 
Materiais Cerâmicos 
 Outros óxidos (p.e. B2O3 e GeO2) podem também formar 
estruturas vítreas; 
 
 Esses materiais, como o SiO2, são conhecidos como 
formadores de rede. 
 
 
 Os vidros inorgânicos comuns que são usados para recipientes, 
janelas, e assim por diante, são vidros à base de sílica, aos 
quais foram adicionados outros óxidos, tais como CaO e Na2O. 
 
 Esses óxidos não formam redes poliédricas (seus cátions 
são incorporados no interior e modificam a rede do SiO4
4-) e 
são conhecidos como modificadores de rede. 
121 
 Ainda outros óxidos, como o TiO2 e o Al2O3 
que não são formadores de rede, 
substituem o silício e se tornam parte da 
rede, a estabilizando  óxidos 
intermediários. 
 
Qual o efeito deles??? 
 
 A adição desses modificadores e óxidos 
intermediários diminui o ponto de fusão e 
a viscosidade de um vidro, tornando mais 
fácil a sua conformação a temperaturas 
mais baixas. 
-Estrutura Cristalina dos Silicatos – “Estrutura Vítrea” 
Materiais Cerâmicos 
122 
-EFEITO DA ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DAS CERÂMICAS– 
COMPORTAMENTO MECÂNICO: 
Materiais Cerâmicos 
123 
-EFEITO DA ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DAS CERÂMICAS– 
COMPORTAMENTO MECÂNICO: 
Teoricamente, cerâmicas têm alta resistência à tração; na prática é baixa pois 
qualquer irregularidade (fissuras, poros, contorno de grão, canto vivo (interno), 
etc.) produz concentração de tensões e ocorrerá ruptura, se esta ultrapassar o 
limite de resistência à tração do material. Uma vez iniciada a fratura, esta se 
propaga facilmente, pois a concentração de tensões é aumentada conforme a 
fratura progride. 
Materiais Cerâmicos 
124 
-EFEITO DA ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DAS CERÂMICAS– 
COMPORTAMENTO MECÂNICO: 
Materiais Cerâmicos 
125 
-EFEITO DA ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DAS CERÂMICAS– 
COMPORTAMENTO MECÂNICO: 
As fibras de vidro podem apresentar limites de resistência à tração de até 
aproximadamente 700 kgf/mm2, provavelmente devido à ausência quase 
completa de defeitos estruturais. 
 
 O vidro “temperado” tem grande resistência à tração pois a superfície é 
resfriada (endurecida) primeiro. quando o centro é resfriado sua contração 
pressiona a superfície no sentido de “encolher” (compressão) e, para deformá-
lo após isto é necessário vencer (anular) esta compressão antes. 
 
 Devido à tração no interior, uma fissura que chegue lá será 
autopropagante (como vidro de carro, quando quebra) 
Materiais Cerâmicos 
126 
- Processamento - 
Materiais Cerâmicos 
127 
Resumo 
Cronograma do Programa / Avaliações 
Bibliografia Básica 
Introdução 
Requisitos dos Materiais em Geral 
Revisão sobre Estrutura Atômica 
Estrutura Cristalina 
Materiais Metálicos 
Mecanismos de Deformação Plástica e de Aumento da Resistência 
Materiais Poliméricos 
Materiais Cerâmicos 
Materiais Compósitos 
•Materiais Especiais (Semicondutores, Dielétricos, Supercondutores, Biomateriais) 
e Materiais Inteligentes 
128 
Materiais Conjugados / Compósitos 
- Introdução - 
Tecnologias modernas exigem materiais com combinações incomuns de 
propriedades que não podem ser atendidas pelas ligas metálicas, 
cerâmicas e materiais poliméricos convencionais. 
Exemplo: Materiais com baixa densidade mas fortes e rígidos, resistentes 
à abrasão e ao impacto e que não corroam. 
Material multifásico possuindo proporções significativas das propriedades 
de cada uma das fases conseguindo-se uma melhor combinação de 
propriedades. 
 
A madeira é um compósito natural: 
• Fibra de celulose flexíveis e resistentes 
• Lignina , resina mais rígida que mantém as fibras unidas 
129 
- Introdução - 
Um compósito industrial consiste em um material artificialmente 
multifásico onde as fases devem ser quimicamente diferentes, separadas 
por uma interface. 
Logo todo material compósito apresenta duas fases: 
•FASE MATRIZ: É contínua e envolve a fase dispersa 
•FASE DISPERSA 
As propriedades de um material compósito dependem de: 
•Propriedades das fases constituintes 
•Das quantidades relativas das fases constituintes 
•Da geometria da fase dispersa 
Materiais Conjugados / Compósitos 
130 
- Tipos de Compósitos - Compósitos 
Grandes 
Partículas 
Reforçado por Partículas Reforçado por Fibras Estrutural 
Endurecimento 
por dispersão 
Continuas 
(alinhada) 
Descontinuas 
(curta) 
Alinhadas Randomicamente 
Orientadas 
Laminadas Painéis 
Sanduíches 
Materiais Conjugados / Compósitos 
131 
- Compósitos Reforçados com Partículas - 
Características gerais: 
Em geral a fase particulada é mais dura e mais rígida que a matriz. 
A matriz transfere parte da tensão aplicada às partículas que suportam 
uma fração da carga. 
Diâmetro das partículas de 0,01 μm até 0,1μm para dispersões com 
partículas pequenas. 
Materiais Conjugados / Compósitos 
132 
- Compósitos Reforçados com Partículas - 
Concreto: 
•Cimento-matriz 
•Areia e brita - particulados 
 
Cermetos (metais + cerâmicas): 
•WC + Co (micrografia ao lado) ou Ni 
•TiC + Co ou Ni 
•Dureza (cerâmico)+tenacidade(metal) 
Materiais Conjugados / Compósitos 
133 
Materiais Conjugados / Compósitos 
PROPRIEDADES DA MATRIZ 
 
Matrizes poliméricas têm em 
geral baixa resistência e baixo 
ponto de fusão 
 
Matrizes metálicas têm maior 
resistência e maior ponto de 
fusão, mas são mais pesadas 
 
Podem ser usadas matrizes 
cerâmicas para resistência a 
temperaturas extremamente 
elevadas, perdendo-se 
tenacidade 
LIGAÇÃO FIBRA-MATRIZ 
 
Se não houver boa aderência da 
matriz à fibra, não há distribuição 
de esforços eficiente 
 
O coeficiente de expansão 
térmica deve ser muito 
semelhante entre fibras e matriz 
 
FRAÇÃO EM VOLUME DE FIBRAS 
 
Quanto maior for este valor, maior será a resistência do compósito, 
até um valor limite de 80%, a partir do qual deixa de haver 
“molhagem” total das fibras pela matriz. 
134 
- Compósitos Reforçados com Fibras - 
Em geral deseja-se nesses materiais alta resistência, tenacidade e 
rigidez em relação ao seu peso. 
Exemplo de fibras: 
• De vidro 
• De carbono 
• De aramida 
Exemplos de matrizes: 
Em geral metais ou 
polímeros, pois se deseja 
alguma dutilidade da 
matriz, e as fibras já são 
frágeis, mas pode ser 
cerâmicas também (matriz 
frágil e fibras frágeis) 
Materiais Conjugados / Compósitos 
135 
- Compósitos Reforçados com Fibras - 
Compósito reforçado com 
fibras: 
•Continuo e alinhado (Fig. 
(a) ao lado) boa melhora 
na resistência 
•Descontínuo (curto): Fibra 
curta poucamelhora na 
resistência. 
• Alinhado (Fig. (b) ao 
lado) 
•Orientado aleatoriamente 
(Fig. (c) ao lado) 
Materiais Conjugados / Compósitos 
136 
- Comportamento Mecânico de Compósitos Reforçados com Fibras - 
Materiais Conjugados / Compósitos 
137 
COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA
MATRIZ
Termoplásticos Termoendurec.
REFORÇO
Fibras
plásticas
Fibras
Carbono
Fibras
Vidro
Cerâmicos Metais
PET
PP
etc
EP, PF
PEEK
etc
PP
Aramid
HM
HS
E
S
SiC
Al2O3
B
Arame
COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA
MATRIZ
Termoplásticos Termoendurec.
REFORÇO
Fibras
plásticas
Fibras
Carbono
Fibras
Vidro
Cerâmicos Metais
PET
PP
etc
EP, PF
PEEK
etc
PP
Aramid
HM
HS
E
S
SiC
Al2O3
B
Arame
Materiais Conjugados / Compósitos 
138 
- Compósitos Reforçados com Fibras - 
Resistências à tração na direção longitudinal e transversal às fibras. 
Materiais Conjugados / Compósitos 
139 
- Compósitos com Matriz de Polímeros - 
Com fibra de vidro: Diâmetro da fibra de 3 a 20 μm (pisos industriais, 
recipientes para armazenamento tubulações) 
 
Com fibra de carbono: (equipamentos esportivos, componentes 
estruturais de aeronaves, Hélice de helicóptero) 
 
Com fibra de aramida: Nomes comerciais Kevlar e Nomex + epoxi ou 
poliester. (Cordas,coletes a prova de bala, carcaça de mísseis, 
substituição do amianto em freios, embreagem gaxetas etc) 
Materiais Conjugados / Compósitos 
140 
- Compósitos com Matriz de Polímeros - 
Comparação entre as propriedades de um polímero sem e com o 
reforço de fibras de vidro 
Materiais Conjugados / Compósitos 
141 
- Compósitos com Matriz de Polímeros - 
Comparação entre as propriedades de um polímero sem e com o 
reforço de fibras de vidro 
Materiais Conjugados / Compósitos 
142 
- Compósitos de Matriz Metálica - 
Resiste à temperaturas mais altas que com matriz polimérica. 
FIBRAS: (entre 10 e 60% em volume) 
• de Carbono 
• de Carbeto de Silício (SiC). 
• de Alumina e partículados em geral. 
MATRIZ: 
•Superligas: (a base de Niquel, 
Cobalto, Molibdênio. 
•Ligas de alumínio 
•Ligas de magnésio 
•Ligas de titânio 
•Ligas de cobre 
Materiais Conjugados / Compósitos 
143 
- Compósitos de Matriz Metálica - 
Comparação entre as propriedades de vários compósitos metal-reforço 
de fibra. 
Materiais Conjugados / Compósitos 
144 
- Processamento dos compósitos reforçados com fibras - 
Pultrusão: Para produção de formatos de seção reta constante (barras tubos vigas). 
Mechas ou cabos de fibras são impregnados com uma resina termofixa, sendo então estirados 
através de um molde de aço aquecido. 
Passa na seqüência em um molde de cura aquecido que confere a peça sua forma final. 
Matrizes usuais: Poliésteres, ésteres vinílicos, resinas epoxi. 
Fibras usuais: De vidro , carbono, aramida 
Materiais Conjugados / Compósitos