ICTM_7-_Propriedades_dos_Materiais

Prévia do material em texto

U i id d F d l d Sã C lUniversidade Federal de São Carlos
Departamento de Engenharia de Materiais DEMa
Introdução àIntrodução à
Ciê i T l iCiê i T l iCiência e TecnologiaCiência e Tecnologia
de Materiaisde Materiaisde Materiaisde Materiais
P f D N l G d d Al â tProf. Dr. Nelson Guedes de Alcântara
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Propriedades Mecânicas
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicas
Todo engenheiro deve compreender como as 
propriedades mecânicas são medidas e o que 
estas propriedades representam, pois as estas propriedades representam, pois as 
mesmas podem ser necessárias para projetos 
d t t / t tili de estruturas / componentes que utilizam 
materiais predeterminados, evitando 
deformações e/ou falhas
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicas
Cada propriedade possui um tipoa a propr a possu um t po
característico de estímulo capaz de provocar
dif nt s sp st sdiferentes respostas
Nas propriedades mecânicas o estímuloNas propriedades mecânicas o estímulo
é uma força (tensão ou carga) que pode
d fprovocar uma deformação
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicas
Podem ser analisadas de acordo com o tipo de
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicas
Podem ser analisadas de acordo com o tipo de
solicitação:
• Estática: quando o esforço é aplicado sobre o• Estática: quando o esforço é aplicado sobre o
material de forma lenta e gradual (ensaio de
tração, dureza, compressão e flexão)tração, dureza, compressão e flexão)
• Dinâmica: quando o esforço aplicado sobre o
material é de forma repentina e contínua (ensaiomaterial é de forma repentina e contínua (ensaio
de impacto, COD, fluência e fadiga)
Na prática as solicitações podem ser combinadas eNa prática as solicitações podem ser combinadas e
a presença de trincas, entalhes, defeitos de
fabricação, ambiente, temperatura etc. causamf ç , m , mp u . u m
mudanças nas propriedades
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicasPropriedades mecânicas
Principais 
Propriedades Mecânicasropr a s M cân cas
 Resistênciat nc a
 Dutilidade
 Dureza Dureza
 Tenacidade
 F di Fadiga
 Fluência
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicosEnsaios mecânicosEnsaios mecânicos
São utilizados para determinar asSão utilizados para determinar as
propriedades mecânicas dos materiais
Utili dUtiliza corpos de prova
Utiliza normas técnicas
Exemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensão
• Tensão simples: cabo• Tensão simples: cabo
A0
o
  F
A

o
Fonte: Callister
Exemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensãoExemplo de tipo de tensão
M AoFsAc
M
2R
c

2R
o
  Fs
A

Cisalhamento simples:
eixo de rotação
o
Nota:  = M/AcR
Fonte: Callister
Ensaio de traçãoEnsaio de traçãoEnsaio de traçãoEnsaio de tração
Corpo de prova Máquina de Corpo de prova Máquina de 
ensaio de tração
Célula de cargaCélula de carga
ô Corpo de provaExtensômetro
Travessão móvel
Fonte: Callister
Ensaio de traçãoEnsaio de traçãoEnsaio de traçãoEnsaio de tração
O qu c nt c c m m t ri l dur nt ns i d tr çã ?O que acontece com o material durante o ensaio de tração ?
Fonte: Callister
Deformação elásticaDeformação elásticaDeformação elásticaDeformação elástica
1 Inicial 2 Aplicação 3 Sem 1. Inicial 2. Aplicação 
de carga
3. Sem 
carga
bonds 
stretch
return to 
initial
F

F
Deformação elástica  significa reversível
Fonte: Callister
Região elásticaRegião elásticaRegião elásticaRegião elástica
Plástica Obedece a 
,
 

E
Lei de Hooke
T
e
n
s
ã
o  E
Elástica
E = módulo de elasticidade
(ou módulo de Young)
Deformação, 
Módulo de elasticidadeMódulo de elasticidadeMódulo de elasticidadeMódulo de elasticidade
,
 

T
e
n
s
ã
o
,
Aço (A)
Alumínio (B)
210 MPa
D f m ã A=0 001 B=0 003
EA (/A) > EB (/B)  o aço é mais rígido
Deformação, A=0,001 B=0,003
EA (/A) > EB (/B)  o aço é mais rígido menor é a sua deformação elástica
Módulo de elasticidade Módulo de elasticidade -- exemplosexemplosMódulo de elasticidade Módulo de elasticidade exemplosexemplos
Fonte: Callister
Limite de escoamentoLimite de escoamentoLimite de escoamentoLimite de escoamento
e
Limite (ou tensão) de escoamento  capacidade de um material 
i ti à d f ã lá ti ( d à t ã á i resistir à deformação plástica (corresponde à tensão necessária para
promover uma deformação permanente de 0,2%)
Deformação plásticaDeformação plásticaDeformação plásticaDeformação plástica
1 Inicial 2 Aplicação 3 Sem 1. Inicial 2. Aplicação
de carga
3. Sem 
carga
l
bonds 
p lanes 
still 
sheared
stretch 
& planes 
shear
elastic + plastic plastic
F
Deformação plástica  significa permanente
Fonte: Callister
Limite de resistênciaLimite de resistênciaLimite de resistênciaLimite de resistência
R
 

R

(
M
P
a
)
 
e
n
s
ã
o
,
 

Deformação,  
T
e
Limite de resistência (R) corresponde à tensão 
máxima aplicada ao material antes da rupturamáxima aplicada ao material antes da ruptura
Limite de resistência Limite de resistência -- exemplosexemplosLimite de resistência Limite de resistência exemplosexemplos
Fonte: Callister
Tensão de rupturaTensão de rupturaTensão de rupturaTensão de ruptura

f
(
M
P
a
)
 

n
s
ã
o
,
 

(
Deformação,  
T
e
n
ç ,
Tensão de ruptura (f)corresponde à tensão que 
 t d t i lpromove a ruptura do material
DutilidadeDutilidadeDutilidadeDutilidade
Dutilidade é a capacidade do
material se deformar plasticamente até amaterial se deformar plasticamente até a
fratura, quando submetido a esforços de
traçãoç
Sua medida se dá através da análise
dimensional dos corpos de prova:dimensional dos corpos de prova:
- alongamento %
- estricção % (redução de área )
Alongamento %Alongamento %Alongamento %Alongamento %
100% x
l
ll
AL of 


 
Onde l0 e lf correspondem, 
respectivamente, aos 
i t i i i l fi l lo  comprimentos inicial e final 
(após a ruptura) do material
Fratura dútil x frágilFratura dútil x frágilFratura dútil x frágilFratura dútil x frágil
Frágil
ú lDútil
Materiais frágeis: são consideradosMateriais frágeis: são considerados,
de maneira aproximada, como sendo
aqueles que possuem uma deformação
d f é i f i 5%de fratura que é inferior a  5%.
ResiliênciaResiliênciaResiliênciaResiliência
Resiliência é a capacidade de um material
absorver energia quando este é deformado
elasticamente e depois, com o descarregamento,
ter essa energia recuperada
A propriedade associada é dada pelo módulo
de resiliência Ur:
Ur = 1/2 (e x e) = (e)2/2E
Materiais resilientes são aqueles que têmMateriais resilientes são aqueles que têm
alto limite de elasticidade e baixo módulo de
elasticidade (como os materiais utilizados parap
molas)
ResiliênciaResiliênciaResiliênciaResiliência
 
n
s
ã
o
,
 

Módulo de resiliência
e
T
e
Deformação,  
A área sob a curva, que representa a absorção 
de energia por unidade de volume, 
d ód l d R iliê i Ucorresponde ao módulo de Resiliência Ur
TenacidadeTenacidadeTenacidadeTenacidade

n
s
ã
o
,
 


T d d
T
e
n Tenacidade
Deformação,  
Corresponde à capacidadedo material de absorver 
energia até sua rupturag p
TenacidadeTenacidadeTenacidadeTenacidade
O i l f á il i li i d i O material frágil tem maior limite de escoamento e maior 
limite de resistência. No entanto, tem menor tenacidade 
devido à limitada dutilidade (a área sob a curva devido à limitada dutilidade (a área sob a curva 
correspondente é menor)
Influência da temperaturaInfluência da temperaturaInfluência da temperaturaInfluência da temperatura
A temperatura é uma variável que influencia as t mp ratura uma ar á qu nf u nc a as 
propriedades mecânicas dos materiais.
B i t t

Baixa temperatura
Alta temperatura
T
e
n
s
ã
o
,
 
 Alta temperatura
Deformação, 
T
O aumento da temperatura provoca:
 módulo de elasticidade
Deformação, 
 módulo de elasticidade
 dutilidade
Curva Curva  realrealCurva Curva    realreal
A curva obtida experimentalmente é a curva  de curva obt da exper mentalmente é a curva de 
engenharia, pois considera-se a estricção
Fonte: Callister
Propriedades mecânicas Propriedades mecânicas -- exemplosexemplosPropriedades mecânicas Propriedades mecânicas exemplosexemplos
Liga metálica e (MPa) R (MPa) AL (%) 
Al í i 35 90 40Alumínio
Cobre
Latão (70Cu-30Zn)
35
69
75
90
200
300
40
45
68Latão (70Cu 30Zn)
Ferro
Níquel
75
130
138
300
262
480
68
45
40
Aço 1020
Titânio
M libdê i
180
450
565
380
520
655
25
25
35Molibdênio 565 655 35
Fonte: Callister
DurezaDurezaDurezaDureza
Dureza é uma medida de resistência a penetração p ç
de uma ponta (esférica, cônica ou piramidal) 
oferecida pelo material
- avalia propriedade superficial - avalia propriedade superficial 
- dureza é proporcional ao R do material
- é um ensaio não destrutivo
- relaciona-se com resistência ao desgaste
DurezaDurezaDurezaDureza
e.g., 
10mm sphere
apply known force 
(1 to 1000g)
measure size 
of indent after 
removing loadremoving load
dD
Smaller indents 
mean larger 
hardness.
most 
plastics
brasses 
Al alloys
easy to machine 
steels file hard
cutting 
 tools
nitrided 
steels diamond
increasing hardness
Fonte: Callister
DurezaDurezaDurezaDureza
Rockwell SuperficialRockwell Superficial
N, T, W
P(15, 30, 45 Kgf)
Correlação
LR (MPa) = 3,45 x HB
LR (psi) = 500 x HB
DurezaDurezaDurezaDureza
DurezaDurezaDurezaDureza
Relação entre dureza
e limite de resistência
 l f fpara aço, latão e fofo
Fonte: University of Virginia / Callister
TenacidadeTenacidadeTenacidadeTenacidade
Tenacidade é a capacidade do material
em absorver energia até a fraturaem absorver energia até a fratura
Materiais tenazes exibem crescimento
stá l l t d t i h d destável e lento de trinca, acompanhado de
considerável deformação plástica, ou seja,
i t i tê i i t dexiste uma resistência ao crescimento da
trinca durante a extensão da mesma
U i l é l dUm material é altamente tenaz quando
resiste a um forte impacto sem se quebrar
Fatores que influenciamFatores que influenciamFatores que influenciamFatores que influenciam
a tenacidadea tenacidade
• Composição química
• Microestrutura
• Tamanho de grãog
• Inclusões
• Geometria
• Forma de aplicação da carga
• Processo de fabricaçãoç
• Temperatura
Tenacidade à fraturaTenacidade à fraturaTenacidade à fraturaTenacidade à fratura
Pode ser avaliada através:Pode ser avaliada através:
- Ensaios de impacto Charpy ou Izod
E s i s CTOD K I t l J- Ensaios CTOD, KIC ou Integral J
Concentração da tensãoConcentração da tensãoConcentração da tensãoConcentração da tensão
Presença de entalhe  cria regiões nas Presença de entalhe  cria regiões nas 
proximidades da ponta da trinca com estados 
triaxiais de tensões, restringindo a deformação triaxiais de tensões, restringindo a deformação 
plástica e fragilizando o material
Fonte: University of Virginia / Callister
Ensaios de ImpactoEnsaios de ImpactoEnsaios de ImpactoEnsaios de Impacto
Avalia quantativamente a influência de
t lh t t f á il dentalhes no comportamento frágil de aços na
faixa de temperatura de transição frágil – dútil
É usado para determinar a energia
absorvida ao se romper um corpo de provap p p
padronizado com entalhe em V, quando
submetido ao impacto de um martelo pendular,
i d s t tvariando-se a temperatura
Transição frágilTransição frágil--dútil de açosdútil de aços--CCTransição frágilTransição frágil dútil de açosdútil de aços CC
Fonte: Callister
Transição frágilTransição frágil--dútildútilTransição frágilTransição frágil dútildútil
Fonte: Callister
Equipamento para ensaio de ImpactoEquipamento para ensaio de ImpactoEquipamento para ensaio de ImpactoEquipamento para ensaio de Impacto
Posicionamento do
corpo de prova
(Charpy)
Izod
Ensaios de tenacidade à fraturaEnsaios de tenacidade à fraturaEnsaios de tenacidade à fraturaEnsaios de tenacidade à fratura
CTOD (Crack Tip Opening Displacement) ( p p g p )
Deslocamento de abertura da ponta da 
trinca crítica.
KIC Tenacidade a fratura em deformação 
lplana.
Integral J  Parâmetro crítico em termos da Integral J  Parâmetro crítico em termos da 
integral J.
Ensaio CTODEnsaio CTODEnsaio CTODEnsaio CTOD
ASTM E-399-90
Indicado para materiais dúteis de menor resistência 
â i di õ l t lá ti d mecânica em condições elasto-plásticas de 
deformação, bem como para materiais de elevada 
resistência mecânica onde predominam os conceitos resistência mecânica, onde predominam os conceitos 
da mecânica da fratura linear-elástica
Ensaio KEnsaio KICICICIC
ASTM E-399-90
Indicado para materiais frágeis de elevada 
ASTM E 399 90
Indicado para materiais frágeis de elevada 
resistência mecânica em que a condição de 
comportamento linear elástico até a ruptura é comportamento linear elástico até a ruptura é 
válido
Tenacidade à fratura KTenacidade à fratura KICICTenacidade à fratura KTenacidade à fratura KICIC
Fonte: Callister
Integral JIntegral Jgg
ASTM E-399-90
Indicado para materiais dúteis de menor 
ASTM E 399 90
Indicado para materiais dúteis de menor 
resistência mecânica, em condições elasto-plásticas 
onde ocorre uma propagação estável da trinca antes onde ocorre uma propagação estável da trinca antes 
da fratura final.
Aplicações da tenacidadeAplicações da tenacidadeAplicações da tenacidadeAplicações da tenacidade
• Análise de propagação de trincas em p p g ç
pontos de fragilidade (soldas)
• Propriedade essencial em sistemas de • Propriedade essencial em sistemas de 
segurança (impacto)
• Manutenção preventiva das estruturas
FadigaFadigaFadigaFadiga
Fadiga é a mudança estrutural permanente
que causa uma falha quando o material é submetidoq q
a tensões flutuantes (rotação, dobramento ou
vibração)
A falha pode ocorrer em níveis de tensões
bem inferiores que o limite de resistência do
material
Normalmente necessita-se de grandeg
número de ciclos para falhar (daí o nome fadiga: o
material torna-se cansado, fadigado)
FadigaFadigaFadigaFadiga
É responsável pela maior parte das falhasÉ p p m p f
em componentes metálicos (~90%)
Usualmente a falha por fadiga ocorreUsualmente a falha por fadiga ocorre
subitamente, não se observando nenhuma, ou
muito pouca deformação plástica (alguma micro-muito pouca deformação plástica (alguma micro
deformação). Ou seja, é do tipo frágil.
Estágios da fadigaEstágios da fadigaEstágios da fadigaEstágios da fadiga
Nucleação e formação da 
trinca
( í(riscos na superfície, cantos 
vivos, qualquer descontinuidade 
geométrica, etc.)g )
Propagação da trinca
Fratura final
p g ç
Fratura final
Fonte: University of Virginia / Callister
Curva SCurva S--NNCurva SCurvaS NN
C S( ) N (St ss N b f C l s) l i Curva S(ou )-N (Stress – Number of Cycles) relaciona 
o número de ciclos até a fratura com a tensão aplicada.
Para aços, σLF ≈ 0,35 – 0,6 de σRç , LF , , R
Fonte: Callister / PUC RJ
Fadiga de materiais poliméricosFadiga de materiais poliméricosFadiga de materiais poliméricosFadiga de materiais poliméricos
Fonte: Callister
Medidas para ampliarMedidas para ampliarMedidas para ampliarMedidas para ampliar
a vida em fadigaa vida em fadiga
 Redução do nível médio de tensão Redução do nível médio de tensão
 Eliminação de descontinuidades da superfície 
 t h f dque tenham formas agudas
 Melhoria do acabamento da superfícieMelhoria do acabamento da superfície
 Endurecimento da camada superficial para 
gerar tensões compressivas que compensam gerar tensões compressivas que compensam 
parcialmente a tensão externa
FadigaFadiga
O comportamento da fadiga também é afetado O comportamento da fadiga também é afetado 
pelo ambiente:
- Fadiga por corrosão
F di té mi- Fadiga térmica
Ensaio de fadigaEnsaio de fadigaEnsaio de fadigaEnsaio de fadiga
motor
amostra
cargacarga
junta
flexível
Corpos de prova são submetidos a tensões de 
cargacarga
Corpos de prova são submetidos a tensões de 
tração e compressão, em ciclos
A diminuição das tensões aplicadas levam ao p
aumento do número de ciclos até a falha
F nt : C llist / PUC RJFonte: Callister / PUC RJ
Exemplos de fadigaExemplos de fadigaExemplos de fadigaExemplos de fadiga
Fadiga térmica ImplanteFadiga térmica Implante
Fonte: Callister
Movimento das ondas
Fonte: Callister
FluênciaFluênciaFluênciaFluência
Fl ê i ( ) é d f ã Fluência (creep) é a deformação 
plástica em função do tempo para 
materiais que estão sujeitos a uma carga 
(ou tensão) constante a temperaturas 
superiores a 0,4 Tfusão
FluênciaFluênciaFluênciaFluência
T iá i Terciáriavida de ruptura
Secundária
Primária
D f ã i st tâ
Tempo
Deformação instantânea
(elástica)
Tempo
Fonte: PUC RJ / Callister
Influência da T e Influência da T e  na fluênciana fluênciaInfluência da T e Influência da T e  na fluênciana fluência
 T aumentando  aumentando
Tempo Tempo
Fonte: PUC RJ / Callister
Ensaio de fluênciaEnsaio de fluênciaEnsaio de fluênciaEnsaio de fluência
Forno
Carga constante
Fonte: PUC RJ / Callister
FluênciaFluênciaFluênciaFluência
Frequentemente surge a necessidade de se
extrapolar os dados obtidos em ensaios de laboratórioextrapolar os dados obtidos em ensaios de laboratório
devido a inviabilidade de simular exposições prolongadas,
da ordem de anos.
Desta forma, executa-se ensaios de fluência a
temperaturas além daquelas exigidas, por períodos de
t i t i li t l ãtempo mais curtos para, assim, realizar uma extrapolação
apropriada para as reais condições de serviço.
Parâmetro de Larson-Miller: T(C + log tr) = cte
FluênciaFluênciaFluênciaFluência
Exemplos onde a 
fluência é levada fluência é levada 
em consideração 
na engenharia.g
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Propriedades Físicas
Propriedades físicasPropriedades físicasPropriedades físicasPropriedades físicas
Cada propriedade possui um tipo característico de 
estímulo capaz de provocar diferentes respostasestímulo capaz de provocar diferentes respostas
- Propriedades elétricas: o estímulo é um campo 
elétricoelétrico
- Propriedades térmicas: o estímulo é o calor
- Propriedades magnéticas: é a resposta do material a 
aplicação de um campo magnético
- Propriedades óticas: o estímulo é a radiação 
eletromagnética ou a luminosa
Propriedades elétricasPropriedades elétricasPropriedades elétricasPropriedades elétricas
A t t tô i ti lA estrutura atômica, em particular, o
gap de energia entre os elétrons de valência
e as bandas de condutividade permite dividir
os materiais em condutores, semicondutores
e isolantes
Modelo clássico de conduçãoModelo clássico de conduçãoModelo clássico de conduçãoModelo clássico de condução
Cernes iônicos positivos
+ + + +
p
+ + + +
Elétrons de valência 
sob a forma de nuvem 
+ + + + eletrônica
+ + + +
+ + + +
Condutividade elétricaCondutividade elétricaCondutividade elétricaCondutividade elétrica
Os metais são considerados de alta
condutividade elétrica  devido a alta
bilid d d lét d lê imobilidade dos elétrons de valência que, por
sua vez, é dependente da facilidade com que
estes elétrons passam da banda de valênciaestes elétrons passam da banda de valência
para a banda de condução
Fatores que influenciam a resistividade
elétrica  ( = 1/) Unidade -m:
T mp t  - Temperatura   
- Impurezas   
- Deformação plástica   Deformação plástica   
Condutividade elétricaCondutividade elétrica-- exemplosexemplosCondutividade elétricaCondutividade elétrica exemplosexemplos
Fonte: Callister
Condutividade elétrica Condutividade elétrica -- aplicaçõesaplicaçõesCondutividade elétrica Condutividade elétrica aplicaçõesaplicações
P d ld Processos de soldagem 
ao arco elétrico
Cabos de alta tensãoCabos de alta tensão
Propriedades térmicasPropriedades térmicasPropriedades térmicasPropriedades térmicas
A resposta do material a aplicação de
calor é determinada por seu calor específico, ocalor é determinada por seu calor específico, o
qual determina a quantidade de energia calorífica
que deve ser fornecida para causar um aumentoq p
de temperatura de 10C; sua condutividade
térmica, a qual especifica a taxa pela qual o calor
é transferido dentro do material; e sua expansão
térmica que descreve as mudanças dimensionais
que ocorrem no material quando há mudanças de
temperatura
Condutividade térmicaCondutividade térmicaCondutividade térmicaCondutividade térmica
Condutividade térmica k é a propriedade
d m m t i l d t nsf i l d iõ sde um material de transferir calor de regiões
de altas temperaturas para regiões de baixas
temperaturastemperaturas.
 WdT 

 2m
W
dx
dTkq
Expansão térmicaExpansão térmicaExpansão térmicaExpansão térmica
f d é áO coeficiente de expansão térmica  está
relacionado com a resistência das ligações
tô i j t i f t i t ãatômicas, ou seja, quanto mais forte a interação
atômica menor é o coeficiente de expansão
térmica e consequentemente maior é atérmica, e consequentemente maior é a
temperatura de fusão do material
   if TTLL     ifl
i
f TT
L
 
Propriedades térmicasPropriedades térmicasPropriedades térmicasPropriedades térmicas
Propriedades magnéticasPropriedades magnéticasPropriedades magnéticasPropriedades magnéticas
O comportamento magnético é
determinado basicamente pela estruturadeterminado basicamente pela estrutura
eletrônica do material, a qual fornece os
dipolos magnéticosdipolos magnéticos
Interações entre estes dipolos
determinam o tipo de comportamentodeterminam o tipo de comportamento
magnético que é observado, o qual é
influenciado pela composição químicainfluenciado pela composição química,
microestrutura e processamento do material
AntiferromagnetismoAntiferromagnetismoAntiferromagnetismoAntiferromagnetismo
É o alinhamento dos 
momentos de spin dos 
átomos ou íons 
vizinhos em direções 
exatamente opostasp
Exemplo : MnOp
F nt : C llistFonte: Callister
FerrimagnetismoFerrimagnetismoFerrimagnetismoFerrimagnetismo
Configuração do 
momento magnético momento magnético 
de spin para os íons 
Fe2+ e Fe3+ no Fe OFe e Fe no Fe3O4.
F nt : C llistFonte: Callister
Armazenamento magnéticoArmazenamento magnéticoArmazenamento magnéticoArmazenamento magnético
Materiais magnéticos são cada vez mais importantes Materiaismagnéticos são cada vez mais importantes 
na área de armazenamento de informações
F nt : C llistFonte: Callister
Propriedades magnéticasPropriedades magnéticasPropriedades magnéticasPropriedades magnéticas
SupercondutorSupercondutorSupercondutorSupercondutor
F nt : C llistFonte: Callister
Propriedades óticasPropriedades óticasPropriedades óticasPropriedades óticas
ÉRADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
A velocidade de propagação no vácuo de qualquer tipo de radiação 
eletromagnética é igual a 3x108 m/s (Einstein)eletromagnética é igual a 3x108 m/s (Einstein)
F nt : C llistFonte: Callister
Espectro de radiação eletromagnéticaEspectro de radiação eletromagnéticap ç m gp ç m g
Fonte: Callister
Radiação eletromagnéticaRadiação eletromagnéticaç m gç m g
éA radiação eletromagnética pode ser considerada como: 
• Um fenômeno ondulatório. Segundo essa abordagem, a 
velocidade de propagação de radiação eletromagnética num p p g ç ç g
meio especifico é: 
c = 
onde: c é a velocidade da radiação eletromagnética,  é onde c é a velocidade da radiação eletromagnética,  é 
comprimento de onda,  é frequência
• Constituída por pacotes de energia (mecânica quântica) • Constituída por pacotes de energia (mecânica quântica) 
chamados fótons. Os valores de energia possíveis dos fótons 
são definidos pela expressão: 
E h hc/E = h = hc/
onde: h é a constante de Planck (6.63x10-34 J-s), E é a energia 
de um fóton 
Fonte: Callister
Interação da luz com os sólidosInteração da luz com os sólidosç mç m
I0 = IT + IA + IR (unidades: W /m2) I0 = IT + IA + IR (unidades: W /m2) 
• Materiais Transparentes: T > > A + R e T »1
• Materiais Opacos: T < < A + R e T » 0 
M t i is T nslú id s: T é p n (p di ã • Materiais Translúcidos: T é pequeno (pouca radiação 
transmitida) 
Fonte: Callister
Propriedades óticas dos metaisPropriedades óticas dos metaisp mp m
• Uma vez que os metais são opacos e altamente refletivos, a cor 
percebida é determinada pela distribuição de comprimentos de 
onda da radiação que é refletida e não absorvidaç q
• Os metais brancos (Ag, Pt, Al, Zn) refletem aproximadamente o 
mesmo número de fótons com as mesmas frequências 
encontradas no feixe de luz incidenteencontradas no feixe de luz incidente
• Nos metais vermelhos e amarelos, tais como Cu e Au, os fótons 
com pequeno comprimento de onda são absorvidos e a radiação 
refletida é composta preferencialmente de fótons com refletida é composta preferencialmente de fótons com 
comprimentos de onda maiores
• Tanto mais efetiva é a absorção quanto mais denso for o 
materialmaterial
• Tanto maior a refletividade quanto mais polida for a superfície
Fonte: Callister
Propriedades óticasPropriedades óticaspp