1. INTRODUCAO GRAD

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Estrutura e Propriedades dos 
Materiais
INTRODUÇÃO
Prof. Rubens Caram
R. Caram - 2
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS 
MATERIAIS
„ MATERIAIS: SUBSTÂNCIAS USADAS PARA COMPOR TUDO O 
QUE ESTÁ A NOSSA VOLTA
„ MATERIAIS NORMALMENTE ENCONTRADOS: MADEIRA, VIDRO, 
AÇO, PLÁSTICO, PAPEL, COBRE, CONCRETO, 
„ PRODUÇÃO E TRANSFORMAÇÃO: UMA DAS MAIS 
IMPORTANTES ATIVIDADES ECONÔMICAS
„ PRODUTO ⇒ PROJETO⇒ SELEÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DE 
MATERIAIS
„ PROJETISTA (ENGENHEIRO): CONCEITUAÇÃO ATUALIZADA DA 
ESTRUTURA INTERNA DOS MATERIAIS
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MATERIAIS E A HISTÓRIA
„ MATERIAIS ESTÃO LIGADOS AO HOMEM DESDE O INÍCIO DE 
SUA EXISTÊNCIA;
„ MATERIAIS USADOS INICIALMENTE: PEDRA, MADEIRA, OSSOS, 
FIBRAS, PELES E ARGILA;
„ ÍNTIMA RELAÇÃO ENTRE CIVILIZAÇÕES MAIS AVANÇADAS E 
MATERIAIS MAIS AVANÇADOS, O QUE AINDA HOJE, É 
VERDADE;
„ IMPORTÂNCIA DOS MATERIAIS: PERÍODOS DA HISTÓRIA ⇒
MATERIAL MAIS UTILIZADO EM CADA ÉPOCA.
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MATERIAIS, CIVILIZAÇÕES E ERAS
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MATERIAIS, CIVILIZAÇÕES E ERAS
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Materiais
Metálicos
Materiais 
Cerâmicos
Materiais 
Poliméricos
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TIPOS DE MATERIAIS
MP
MP
MP
MP
MP
MC
MM
MM
MC
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MATERIAIS METÁLICOS
„ SUSTÂNCIAS INORGÂNICAS COMPOSTAS POR UM OU 
MAIS ELEMENTOS METÁLICOS, PODENDO CONTER 
ELEMENTOS NÃO-METÁLICOS
„ EX.: AÇO (Fe+C), ALUMÍNIO, NÍQUEL, LATÃO (Zn+Cu)
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MATERIAIS POLIMÉRICOS
„ A MAIORIA DOS PLÁSTICOS EXIBE CADEIA 
MOLECULAR ORGÂNICA DE LONGA EXTENSÃO 
SEM CRISTALINIDADE. ALGUNS EXIBEM MISTURA 
DE REGIÕES CRISTALINAS E NÃO-CRISTALINAS
„ EX.: BORRACHA, NYLON, POLIETILENO
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MATERIAIS CERÂMICOS
„ MATERIAIS INORGÂNICOS COM ELEMENTOS 
METÁLICOS E NÃO-METÁLICOS. PODEM SER 
CRISTALINOS, NÃO-CRISTALINOS OU A 
MISTURA DE AMBOS
„ EX.: ALUMINA (Al2O3), VIDRO
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MATERIAIS COMPÓSITOS
„ COMBINAÇÕES DE DOIS OU MAIS MATERIAIS, ONDE UM 
ELEMENTO DE REFORÇO (FIBRAS, PLACAS OU 
PARTÍCULAS) É ENVOLVIDO POR UMA MATRIZ (RESINA 
PLÁSTICA, MATERIAL METÁLICOS OU CERÂMICO.
„ EX.: FIBRA DE CARBONO OU DE VIDRO E MATRIZ DE 
RESINA EPOXI.
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MATERIAIS ELETRÔNICOS
DENTRE OS MATERIAIS ELETRÔNICOS, DESTACAM-SE OS 
SEMICONDUTORES: MATERIAIS COM PROPRIEDADES 
INTERMEDIÁRIAS ENTRE OS CONDUTORES E ISOLANTES.
SUAS CARACTERÍSTICAS SÃO ALTERADAS COM A 
PRESENÇA DE PEQUENAS CONCENTRAÇÕES DE ÁTOMOS 
ESTRANHOS
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BIOMATERIAIS
SUBSTÂNCIAS NATURAIS OU SINTÉTICAS TOLERADAS DE 
FORMA TRANSITÓRIA OU PERMANENTE, PELOS DIVERSOS 
TECIDOS QUE CONSTITUEM O ORGANISMO HUMANO
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COMPETIÇÃO E SUBSTITUIÇÃO
„ COMPETIÇÃO É UM PROCESSO QUE EXISTE DESDE QUE O HOMEM 
INICIOU A PRODUÇÃO DE BENS E UTENSÍLIOS
„ DESENVOLVIMENTO DE NOVOS PRODUTOS E EQUIPAMENTOS É QUASE 
SEMPRE BASEADO EM MATERIAIS DE CONCEPÇÃO ATUALIZADA
„ DESENVOLVIMENTO DE NOVOS MATERIAIS OU OTIMIZAÇÃO DE 
MATERIAIS TRADICONAIS ESTÁ ASSOCIADO AO APRIMORAMENTO DE 
PROPRIEDADES E A REDUÇÃO DE CUSTOS.
„ ALTERAÇÕES DAS CONDIÇÕES DE UM SISTEMA DE PRODUÇÃO RESULTA 
NA SUBSTITUIÇÃO DE MATERIAIS:
„ REQUISITOS TÉCNICOS, CUSTO E DISPONIBILIDADE
„ EXEMPLOS DE SUBSTITUIÇÃO: 
„ FERRO FUNDIDO PELO ALUMÍNIO EM BLOCOS DE MOTORES
„ METAIS POR COMPÓSITOS EM AERONAVES
„ METAIS POR PLÁSTICOS EM AUTOMÓVEIS
„ Si E Ge POR COMPOSTOS SEMICONDUTORES
„ METAIS POR CERÂMICAS NA INDÚSTRIA ESPACIAL
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COMPETIÇÃO E SUBSTITUIÇÃO
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COMPOSIÇÃO DE UM AUTOMÓVEL MÉDIO 
AMERICANO
Ferrosos
Mais de 60 %
Plásticos
10 – 20%
Alumínio
3 – 5 %
1978
Peso 2.000 kg
Alumínio
5 – 10 %
Plásticos
10 – 20 % Ferrosos
50 - 55 %
1985
Peso 1.500 kg
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ESTRUTURA DOS MATERIAIS
CARACTERÍSTICAS 
PROPIEDADES
COMPORTAMENTO 
DOS MATERIAIS
DEPENDEM DA 
ESTUTURA 
INTERNA 
ANÁLISE DA ESTRUTURA DOS MATERIAIS
NÍVEL SUBATÔMICO: ÁTOMO INDIVIDUAL E COMPORTAMENTO DE SEU 
NÚCLEO E ELÉTRONS
NÍVEL ATÔMICO: INTERAÇÃO ENTRE ÁTOMOS E A FORMAÇÃO DE 
LIGAÇÕES E MOLÉCULAS
NÍVEL MICROSCÓPIO: ARRANJOS ATÔMICOS E MOLECULARES E A 
FORMAÇÃO DE ESTRUTURAS CRISTALINAS, MOLECULARES E 
AMORFAS
NÍVEL MACROSCÓPICO: COMPORTAMENTO DO MATERIAL EM SERVIÇO
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Estrutura dos Materiais
Microestrutura
Estruturas de 
Engenharia
10-15 10-12
Subatômico Atômico Microscópico Macroscópico
Arranjos
Atômicos
Escala (m)
Átomos
Moléculas
Partículas 
Elementares
Núcleo
Níveis
10-9 10-6 10-3 10 0 10 3
Objeto
Monômeros Polímeros
Células Unitárias
Contornos de 
Grão
Grãos
Circuitos Integrados Corpo de Prova Muralha da China
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COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
n=1 5 µmn=8
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COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
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COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
„ DISPOSIÇÃO DOS ÁTOMOS AO NÍVEL ATÔMICO E 
MICROSCÓPICO AFETA AS PROPRIEDADES DO MATERIAL
ALUMÍNIO
MAGNÉSIO
ALUMINA 
MONOCRISTALINA
ALUMINA 
POLICRISTALINA
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COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
„ DISPOSIÇÃO DOS ÁTOMOS AO NÍVEL ATÔMICO E 
MICROSCÓPICO AFETA AS PROPRIEDADES DO MATERIAL
ALUMÍNIO
MAGNÉSIO
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COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
Aço 1045 Aço 1070Aço 1020
Ferrita + perlita Perlita
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	INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS MATERIAIS
	CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
	MATERIAIS METÁLICOS
	MATERIAIS POLIMÉRICOS
	MATERIAIS CERÂMICOS
	MATERIAIS COMPÓSITOS
	MATERIAIS ELETRÔNICOS
	BIOMATERIAIS
	COMPETIÇÃO E SUBSTITUIÇÃO
	COMPETIÇÃO E SUBSTITUIÇÃO
	COMPOSIÇÃO DE UM AUTOMÓVEL MÉDIO AMERICANO
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	COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS
	COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS