Trabalho 1

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��DISCIPLINA: FUNDAMENTOS DE MATERIAIS���
1a LISTA DE EXERCÍCIOS
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QUESTÕES
1 – Os materiais de engenharia podem ser classificados em cinco tipos ou classes. Quais são essas classes? Dê exemplos de materiais de cada uma destas classes.
R: As classes de materiais são: metais, polímeros, cerâmicas, compósitos e semicondutores. Exemplos de metais são: Ferro (Fe), Ouro (Au), Aço (liga Fe – C). Exemplos de polímeros são: Plásticos, polietileno (C2H4)n, neoprene. Exemplos de cerâmicas: Vidros, argilas, cimento. Exemplos de compósitos: Fibra de vidro, concreto, madeira. Exemplos de semicondutores: Silício (Si), Gálio (Ga), Arsênio (As).
2 – Defina as propriedades básicas de cada uma das classes de materiais citadas na questão anterior.
R: As propriedades dos materiais são: fortes e pode ser moldada, dúcteis (deformam antes de quebrar), superfície “metálica”, bons condutores de corrente elétrica e de calor. As propriedades das cerâmicas são: formadas por elementos (O, N, C, P, S), refratários, isolantes térmicos e elétricos, frágeis, baixa densidade e podem ser transparentes. As propriedades dos polímeros são: sintéticos, moldáveis, leves não são frágeis e são pouco resistentes. Os compósitos são combinações de metais, cerâmicas e polímeros.
3 – Que tipos de elementos químicos formam os materiais cerâmicos e os polímeros.
R: Os elementos químicos que formam as cerâmicas são: oxigênio, nitrogênio, carbono, fósforo e enxofre. Os elementos químicos que os formam são: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, flúor e silício.
4 – Dê uma definição de um material compósito.
R: Materiais compósitos são a combinação de metais, cerâmicas e polímeros, preservando as propriedades “boas” dos componentes e possuem propriedades superiores às de cada componente separado.
5 – Construa o “tetraedro da ciência e engenharia de materiais”. Descreva de forma simples como você interpretaria este figura.
R: O “tetraedro da ciência e engenharia de materiais” é à base desse estudo, pois essa matéria consiste no trabalho de conceito de composição e propriedade, de forma a buscar um processo de transformação e desenvolvimento do material, para no final ele ter uma aplicação para os seres humanos, e tudo isso é interligado, pois se algo não for feito corretamente o estudo todo é comprometido.
 
6 – Do que dependem as propriedades cotidianas, ou seja, as propriedades físicas e mecânicas dos materiais? Dê um exemplo que esclareça sua resposta.
R: As propriedades “cotidianas” dos materiais dependem da estrutura em escala atômica e da microestrutura. Por exemplo, o alumínio apresenta estrutura cúbica.
7 – Que critérios você utilizaria no momento que tivesse que fazer a seleção de um material para certa aplicação de engenharia?
R: Os critérios primordiais seriam a resistência e a flexibilidade de cada material. Porém dependendo da necessidade avaliaria a leveza, o custo, entre outros.
8 – Qual seria sua definição para um vidro? Que características são típicas desta classe de materiais de engenharia?
R: Vidro é um material cerâmico que pode ser obtido com o resfriamento de uma massa líquida à base de dióxido de silício. É composto basicamente por areia, calcária, barrilha, alumina, corantes e descorantes. As características dessa classe são: transparente, duro, impermeável, isolante térmico, reciclável e baixo nível de condutividade térmica.
9 – Descreva de maneira sucinta a propriedade da semicondutividade dos materiais. 
R: Os materiais semicondutores são todos os componentes eletrônicos do computador, são a base da tecnologia de opto-eletrônica-lasers, detectores, circuitos integrados óticos e células solares.
10 – Explique porque a dopagem é uma ferramenta de controle de propriedades dos materiais semicondutores.
R: Dopagem eletrônica consiste num procedimento de adição de impurezas químicas a um elemento semicondutor para transformá-lo num elemento mais condutor, porém, de forma controlada.
11 – Discuta o “ciclo dos materiais” em nossa biosfera sob o ponto de vista do uso racional da energia. Dica: use a figura disponível no material didático da Unidade I como referência. Nesta questão escreva pelo menos uma lauda (página) de discussão.
R: A ciência dos materiais é um estudo que possui como peça chave matéria prima, e através dessas o homem consegue construir outros materiais ou ainda melhorar, modificar o mesmo para uso mais eficiente. Quando dizemos matéria prima estamos falando de natureza, pois ela e somente ela é fornecedora desse conteúdo. Porém na Terra só encontramos matérias primas bruta, por exemplo, só é possível encontrar ouro em forma de pedra, e ainda assim vem misturado com cascalho e areia, para termos ouro puro, devemos trabalhar em cima do material, refiná-lo, podendo assim se transformar em básico ou industrial. Os materiais básicos são aqueles que após seu uso podem ser recicláveis, o ouro não é um deles. Temos como material básico plástico, alumínio, vidro, esse materiais não possuem essa classificação só porque podem ser recicláveis, mas também porque sim, são essenciais, e são formadores da maioria dos produtos que hoje utilizamos. Porém o que se transformam em bens de consumo, como televisões e computadores, que são formados por semicondutores, esse são considerados industriais, pois além de possuírem uma tecnologia avançada, e não serem recicláveis eles formam nossos produtos domésticos e maquinários. O ciclo se encerra com o final do uso de qualquer material, onde eles viram lixo, sucata e resíduos, que podem ser reaproveitados como as matérias primas básicos, ou pode ser devolvida a natureza ou ainda são apenas destruídos e eliminados do meio na forma de lixo. Hoje essa fonte tão importante vem sofrendo com a ação do homem a natureza cada vez mais vem mostrando sinal de esgotamento e desestabilidade, e os causadores desse efeito é o homem, que muito retirou e pouco devolveu, o conceito de reciclar é por si só um conceito fundamental nesse ciclo, mas é um conceito novo. Devemos buscar cada vez mais matérias primas básicas, pois são elas as que menos agridem o meio ambiente, e ainda podem ser reaproveitadas por diversas vezes, barateando o custo dos materiais. E esse pensamento já é vivo no mundo hoje já se fala na criação de polímeros, para substituir diversos materiais que são brutos ou industriais, por mais que seja totalmente artificial, ou melhor, os polímeros são matérias criadas pelo homem, não são encontrados na natureza, eles podem ser recicláveis e reutilizáveis. O conceito desse ciclo é primordial para o desenvolvimento da engenharia de materiais, pois é através dele que o homem busca cada vez mais melhorar e desenvolver matérias que possuem colaboração maior a sociedade e menor destruição a natureza. Penso que essa consciência é primordial na busca para racionamento de danos e gastos, até mesmo na área energética, pois se buscar materiais versáteis com dinâmica de reutilização estamos economizando em gastos de produção e processamento, gastos esses que serão revertidos na frente na hora da venda dos produtos.