UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS Engenharia dos materiais lista de exercicios

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
DISCILINA DE ENGENHARIA DOS MATERIAS 
 
1) Ciência dos Materiais – concentra-se nos fundamentos científicos da correlação 
entre síntese e processamento, microestrutura e propriedades dos materiais; 
Engenharia dos Materiais – desenvolve modos de converter ou transformar materiais 
em dispositivos ou estruturas úteis 
 
2) Composição - constituição química de um material; 
Estrutura – é o primeiro nível que descreve os átomos presentes (discrição); 
Síntese – modo como os materiais são feitos, a partir de quais substâncias químicas 
encontradas na natureza ou sintetizadas pelo homem; 
Processamento – modo como os materiais são transformados em componentes úteis 
e com propriedades adequadas; 
Microestrutura – descrição detalhada do arranjo de átomos. 
 
3) Metais e Ligas - Incluem aços, alumínio, magnésio, zinco, ferro fundido, titânio, 
cobre, níquel etc. Em geral, os metais apresentam boa condutividade térmica e elétrica. 
Tanto os metais quanto as ligas têm resistência mecânica relativamente elevada, alta 
rigidez, ductilidade ou conformabilidade, e resistência a choques mecânicos. 
Cerâmicas - São compostos formados entre elementos metálicos e não metálicos; na 
maioria das vezes, consistem em óxidos, nitretos e carbetos. As cerâmicas podem ser 
consideradas os materiais mais "naturais" que existem. A areia das praias e as rochas 
são exemplos de cerâmicas em estado natural. 
Vidros e Vidro-cerâmicas - O vidro é um material amorfo, geralmente obtido a partir 
da sílica fundida. O termo "amorfo" refere-se a materiais que não possuem um arranjo 
atômico regular e periódico. 
A indústria de fibras ópticas está baseada em fibras feitas com vidro de sílica de alta 
pureza. 
Polímeros - Em geral, os polímeros são materiais orgânicos produzidos por meio de um 
processo conhecido como polimerização. 
Entre os materiais poliméricos, podemos citar as borrachas (elastômeros) e muitos tipos 
de adesivos. 
Semicondutores - Os semicondutores feitos de silício, germânio e arseneto de gálio, 
tais como os utilizados em computadores e aparelhos eletrônicos, fazem parte de uma 
classe mais ampla de materiais conhecidos como materiais eletrônicos. 
 
 
 
4) 
Materiais Composição Aplicação Propriedades 
 
 
Metais e Ligas 
 
 
Aços-liga 
 
Ferramentas, 
chassis de 
automóveis 
 
Endurecibilidade 
por tratamento 
térmico 
 
 
 
Cerâmica e 
Vidros 
 
 
Titanato de bário 
 
 
Capacitores para 
microeletrônica 
 
Grande 
capacidade de 
armazenamento de 
cargas elétricas 
 
 
 
Polimeros 
 
 
Epóxi 
 
 
 
Encapsulamento 
de circuitos 
integrados 
 
 
Isolante elétrico e 
resistência à 
umidade 
 
 
 
Semicondutores 
 
 
GaAs 
 
 
Sistema 
opto-eletrônicos 
 
Conversão de 
sinais elétricos em 
luz, laser, diodos 
laser etc. 
 
 
 
 
Compósitos 
 
Liga de cobalto 
reforçada 
 com carbeto de 
tungstênio 
(WC-Co) 
 
 
 
Ferramentas de 
Corte de carbeto 
para usinagem 
 
 
Elevada dureza 
conjugada com 
boa resistência a 
choques 
 
 
5) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6) Aeroespaciais - Materiais leves, como madeira e liga de alumínio (que 
acidentalmente foi endurecida pela presença do cobre do molde empregado na 
fundição) foram utilizados no histórico vôo dos irmãos Wright. 
Biomédicos - Nossos ossos e dentes são formados, em parte, por uma cerâmica 
formada naturalmente, denominada hidroxiapatita. 
Materiais Eletrônicos - Os semicondutores (como os feitos de silício, por exemplo) são 
utilizados na fabricação de circuitos integrados de computador. 
Tecnologia de Energia e Tecnologia Ambiental - A indústria nuclear usa materiais 
como combustível nuclear, principalmente o dióxido de urânio e o plutônio. 
Materiais Magnéticos - Os discos rígidos de computadores e os videocassetes utilizam 
vários materiais cerâmicos, metálicos e poliméricos. 
Materiais Fotônicos ou Ópticos - A sílica é amplamente utilizada na produção de fibras 
ópticas. 
Materiais Inteligentes - Um material inteligente é capaz de detectar estímulos externos 
- tais como alterações de temperatura, de tensão, de umidade ou de um composto 
químico específico – e de responder a esses estímulos. 
Materiais Estruturais - Esses materiais são projetados para suportar tensão mecânica. 
 
7) Estrutura: arranjo dos átomos de um material; em escala microscópica: 
microestrutura; 
Alguns materiais podem ser cristalinos (átomos dispostos de forma periódica) ou 
amorfos (quando os átomos não têm uma ordem de longo alcance); 
Alguns materiais cristalinos podem ser constituídos de somente um cristal: 
monocristalinos ou monocristais; 
Compostos por vários cristais ou grãos: policristalinos. 
 
8) A correlação estrutural-propriedades dos materiais usados na fabricação de 
componentes é geralmente influenciada pelo ambiente ao qual são submetidas durante 
o uso. Isso pode incluir exposição a altas ou baixas temperaturas, tensões mecânicas 
cíclicas, impactos súbitos, corrosão e oxidação. Esses efeitos devem ser levado em 
conta no projeto, a fim de garantir que os componentes não falhem prematuramente. 
 
9) Ao se projetar um material para determinada aplicação, uma série de fatores 
precisa ser considerada: 
O material deve alcançar as propriedades físicas e mecânicas desejadas, 
deve permitir o processamento ou a fabricação em um formato específico, 
e deve oferecer uma solução econômica aos problemas do projeto. 
Também é importante proteger o meio ambiente estimulando, se possível, a reciclagem 
dos materiais. 
Obter um produto ao mesmo tempo viável tecnicamente e comercializável.