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1 1 -- IntroduIntroduçção ão 
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1 1 -- INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
A presença dos materiais: 
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MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
A presença dos materiais no dia-a-dia: 
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HistHistóória pela Utilizaria pela Utilizaçção dos Materiaisão dos Materiais: 
 Idade da pedra;
 Idade do bronze-cobre;
 Idade do ferro-aço. 
1.11.1-- MATERIAIS PARA ENGENHARIA MATERIAIS PARA ENGENHARIA 
UtilizaUtilizaççãoão
TransformaTransformaççãoão
DesenvolvimentoDesenvolvimento
Base do progresso do homem 
EvoluEvoluçção e Desenvolvimentoão e Desenvolvimento: 
maior resistência;
maior durabilidade;
melhor adequabilidade. 
requerimentos e exigências
MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
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RelaRelaçções entre Estrutura e Propriedadesões entre Estrutura e Propriedades: 
desenvolvimento de materiais específicos e adequados;
desenvolvimento tecnológico;
exemplo: desenvolvimento aerogel que trava 
apodrecimento de bananas.
Materiais: são substâncias com propriedades que os torna úteis 
para construção de máquinas, estruturas, dispositivos e produtos.
Ciência e Engenharia de Materiais: associa a geração e 
aplicação de conhecimentos que relacionam composição, estrutura 
e processamento de materiais.
MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
DefiniDefiniççõesões::
(PADILHA, 2000)
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Engenheiro e MateriaisEngenheiro e Materiais: trabalho cotidiano!!!
projeto;
 fabricação;
processamento;
construção; 
 seleção;
 utilização e;
 analise de falhas.
componentes, estruturas ou produtos.
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ClassificaClassificaçção dos Materiaisão dos Materiais::
Metais
Cerâmicas e vidros
Polímeros
Compósitos
Semicondutores
Biomateriais
divisão clássica
materiais avançados
MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
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MateriaisMateriais: tipos, aplicação e propriedades (ASKELAND e PHULÉ, 2010 ). 
MATERIAL EXEMPLO DE APLICAÇÃO PROPRIEDADE
Metais e ligas
cobre fios elétricos alta condutividade elétrica
Aços-ligas Chassis de automóveis endurece ao receber tratamento térmico
Cerâmicas e 
vidros
SiO2-Na2O-CaO Vidro para janelas transparência ótica
Al2O3, MgO, SiO2 refratários isolamento térmico
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MateriaisMateriais: tipos, exemplo de aplicação e propriedades. 
MATERIAL EXEMPLO DE APLICAÇÃO PROPRIEDADE
Polímeros
polietileno embalagens para alimentos
flexibilidade 
fenólicos adesivos para compensados resistência mecânica
Semicondutores
arseneto de gálio células solares, LEDs conversão de sinal elétrico em luz
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MateriaisMateriais: tipos, exemplo de aplicação e propriedades. 
MATERIAL EXEMPLO DE APLICAÇÃO PROPRIEDADE
Compósitos
Epóxi reforçado com 
carbono aviação
Elevada razão resistência mecânica-
peso
Biomateriais
Ligas Ti-Ni próteses ortopédicas Elevada razão resistência mecânica-peso
Durante sua utilização todo tipo de material é exposto a estímulos
externos que provocam algum tipo de resposta ou comportamento
Propriedade: característica dos materiais em termos de tipo 
e intensidade da resposta para cada estímulo específico ao 
qual pode ser submetido. 
DefiniDefiniççãoão::
Tipos de PropriedadesTipos de Propriedades: 
As propriedades importantes dos materiais sólidos podem 
ser agrupadas em diferentes categorias;
1.21.2-- PROPRIEDADES GERAIS DOS MATERIAIS PROPRIEDADES GERAIS DOS MATERIAIS 
UTILIZADOS NA INDUTILIZADOS NA INDÚÚSTRIA QUSTRIA QUÍÍMICA E ALIMENTOSMICA E ALIMENTOS
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Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas::
Definem o comportamento do material de acordo com um 
determinado esforço (força ou carga) a que pode ser submetido.
 este esforço resulta em mudança interna de forças (ou 
componentes) que podem levam a modificações no material.
Propriedades ElPropriedades Eléétricastricas::
Relacionadas a um campo elétrico.
Propriedades TPropriedades Téérmicasrmicas::
Resposta de um material sob a ação de calor.
Propriedades de Reatividade QuPropriedades de Reatividade Quíímica ou Deterioramica ou Deterioraççãoão::
Reação ou interação com outras substâncias levando a 
alterações/prejuízos ao material.
Outras Propriedades dos MateriaisOutras Propriedades dos Materiais::
densidade;
 propriedades magnéticas;
 propriedades óticas;
 propriedades nucleares;
 ponto de fusão;
 propriedades de fabricação;
 propriedades econômicas;
 propriedades estéticas;
 propriedades MICROESTRUTURAIS.
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Relacionadas à resposta de um material ao ser submetido a um 
esforço. 
Resistência Mecânica: propriedade do material em resistir a 
ação de determinados esforços aos quais pode ser submetido. 
 Estes esforços aplicados ao material podem ser de diferentes 
naturezas ou tipos de tensões como: TRAÇÃO, COMPRESSÃO, 
CISALHAMENTO, FLEXÃO, TORÇÃO. 
Propriedades Mecânicas:
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TenacidadeTenacidade
 Resistência a fratura de um material na região plástica.
 Quantidade de energia necessária para acarretar no 
rompimento ou ruptura de um material, isto é, capacidade do 
material em absorver energia até que ocorra a quebra.
Material Tenaz: admite deformações em regime plástico 
(deformações permanentes), absorvendo e permitindo 
dissipação de energia e redistribuição de tensões pelo que se 
opõe à propagação de fissuras (como o aço, etc).
 A tenacidade depende da geometria do corpo de prova e da 
intensidade da carga podendo ser obtida em: 
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ResiliênciaResiliência
 Capacidade do material em absorver energia quando este é
deformado elasticamente (sem fratura) ou resistência do material 
em sofrer esta deformação elástica (não permanente) sem sofrer 
ruptura.
 situasituaçção estão estááticatica
determinada em ensaio de tração (área sob a curva σ-ε até a 
ruptura).
material tenaz deve ser resistente e dúctil e frequentemente, 
um material dúctil é mais tenaz que um frágil. 
 A remoção da carga permite a recuperação da energia.
 Módulo de Resiliência: energia de deformação por unidade de 
volume necessária para submeter um material à tensão.
 Representa a área sob a curva σ-ε num ensaio de tração.
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 Resistência do material a uma deformação elástica ou tendência 
de retorno a forma original após a aplicação da tensão que provocou 
esta deformação.
ElasticidadeElasticidade
 Capacidade do material em sofrer deformação permanente 
(deformação plástica – não recuperável) sem ocorrer rompimento.
PlasticidadePlasticidade
Mede o grau de deformação plástica que o material sustenta. 
 Módulo de Elasticidade: rigidez ou resistência do material à
deformação elástica. Quanto maior, menor será a deformação 
elástica resultante da aplicação de uma tensão.
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 Ao ser submetido à esforços ou choques o material não 
apresenta fortes modificações estruturais (rachadura), exibindo 
forma e tamanhos diferentes. 
 Pode ser ductilidade ou maleabilidade. 
 Capacidade de ser transformado em lâminas. 
MaleabilidadeMaleabilidade
 capacidade de ser transformada em fios. 
DuctilidadeDuctilidade
 A ductilidade é uma medida do grau de deformação plástica 
suportado até ocorrer a fratura.
 Pode ser expressa quantitativamente como alongamento 
percentual ou como redução percentual da área.
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Material Dúctil: apresenta grandes deformações antes da ruptura, 
admitindo deformação sem perda excessiva de resistência ( resiste à
deformações plásticas significativa, como o aço, o alumínio, o cobre, 
etc). A ductilidade é uma das propriedadesmais importante dos 
metais, sendo uma características que diferencia aço e ferro.
 Inverso da plasticidade (oposto de ductilidade).
FragilidadeFragilidade
 Baixa resistência aos choques. 
 Um material frágil se rompe com uma pequena ou nenhuma 
deformação plástica e apresenta pouca ductilidade. 
 ex.: vidroex.: vidro
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Material Frágil: se deforma pouco (ou muito pouco) antes da 
fratura (caso do ferro fundido, dos materiais cerâmicos, etc), ou 
seja, é um material que fratura, praticamente, sem previamente 
sofrer alterações geométricas e superficiais visíveis (baixa 
deformação em regime plástico). Ruptura muita próxima do limite 
elástico.
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DurezaDureza
 Resistência do material a penetração (e ao desgaste) de um corpo 
devido a uma carga aplicada, ou resistência a deformação plástica. 
Pode ser a resistência ao desgaste abrasivo.
 É a medida da resistência de um material a uma deformação 
plástica localizada (por exemplo, uma pequena impressão ou um 
risco).
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OBS. Em geral, materiais duros também são frágeis. 
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FluênciaFluência
FadigaFadiga
 Propriedade de deformação permanente e dependente do 
tempo de materiais submetidos a carga ou tensão constante. 
 Geralmente é indesejável e frequentemente limita a vida útil 
de uma peça, podendo haver ruptura.
Ocorre com materiais em serviços sob elevadas temperaturas e 
expostos a tensões mecânicas estáticas
 Forma de falha que ocorre em estruturas sujeitas a tensões 
dinâmicas e oscilantes normalmente, após um longo período 
sob tensões repetidas ou ciclos de deformações.
 Resistência a Fadiga: resistência à fraturas pelo acúmulo de 
danos devido a aplicação cíclica (oscilante e alternada) de 
tensões.
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QT QT -- Materiais MetMateriais Metáálicos, Polimlicos, Polimééricos e Cerâmicosricos e Cerâmicos
Densidade ou Massa EspecDensidade ou Massa Especííficafica
Ponto de FusãoPonto de Fusão
Quantidade de matéria alocada dentro de um determinado 
volume.
 Temperatura na qual o material passa do estado sólido para o 
estado líquido.
Propriedades Físicas:
 Relação entre a MASSA e o VOLUME de uma substância. 
Ponto de EbuliPonto de Ebuliççãoão
 Temperatura na qual o material passa do estado líquido para o 
estado gasoso (ou vapor). 
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Condutividade TCondutividade Téérmicarmica
Calor EspecCalor Especííficofico
 Capacidade do material em conduzir energia na forma 
de calor.
 Quantidade de calor que deve ser fornecida a massa 
unitária do material para que a sua temperatura se 
eleve em 1 grau.
Expansão (DeformaExpansão (Deformaçção ou Dilataão ou Dilataçção) Tão) Téérmicarmica
 Propriedade na qual o material altera seu volume ou 
tamanho ao receber calor, devido ao aumento da 
agitação e da distâncias (entre as) das moléculas.
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Propriedades Térmicas 
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Condutibilidade ElCondutibilidade Eléétricatrica
Resistividade ElResistividade Eléétricatrica
 Capacidade do material em conduzir corrente elétrica.
 Resistência do material em transmitir (a passagem de) 
corrente elétrica.
 Nos metais os elétrons mais afastados do núcleo estão 
fracamente ligados a ele e podem se mover pelos 
espaços interatômicos. Estes elétrons interatômicos
livres são os responsáveis pela condução de eletricidade 
nos metais.
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Propriedades Elétricas 
:
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Resistência a CorrosãoResistência a Corrosão
Capacidade do material em suportar o ataque ou reação
química com o meio ambiente.
Propriedades Químicas:
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OBS. Corrosão é a deterioração natural e gradativa de um 
material, pela ação química ou eletroquímica do meio ao qual 
este está exposto. 
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 Maleabilidade e ductilidade (podem ser frMaleabilidade e ductilidade (podem ser fráágeis);geis);
 Elevado ponto de fusão e ebuliElevado ponto de fusão e ebuliçção;ão;
 Dureza variDureza variáável geralmente não alta;vel geralmente não alta;
 Alta massa especAlta massa especíífica (relativamente densos);fica (relativamente densos);
 Alta resistência mecânica.Alta resistência mecânica.
MIA MIA -- IntroduIntroduççãoão
Exemplo de Propriedades Gerais dos Materiais: MetaisExemplo de Propriedades Gerais dos Materiais: Metais
 Elevada condutibilidades elElevada condutibilidades eléétrica;trica;
 Elevada condutibilidades tElevada condutibilidades téérmica;rmica;