Cerâmicos e Poliméricos

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CERÂMICAS
e
POLÍMEROS
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1- CERÂMICAS
- Introdução
- defeitos
- diagramas de fases
- propriedades mecânicas
- propriedades elétricas e 
térmicas
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1A. INTRODUÇÃO
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Materiais inorgânicos (não-metálico):
Átomos de metal + n-metal = ligs. Iônicas e Covalentes.
Propriedades obtidas por TRATAMENTO TÉRMICOS
“KERAMIKOS” = “matéria queimada”
Exemplos: 
SiO2(sílica),
Al2O3 (alumina), 
Mg3Si4O10(OH)2 (talco)
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Tabela periódica dos elementos
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[Schaffer, 1999:27]
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1A. INTRODUÇÃO
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CLASSIFICAÇÃO:
Cerâmicas tradicionais (origem argila)
b) Cerâmicas avançadas (complexas)
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1B. ESTRUTURA CRISTALINA
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NÚMERO DE COORDENAÇÃO 
(relação ao cátion)
Estrutura cristalina do tipo AX : Sal-gema
NC = 6
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1B. ESTRUTURA CRISTALINA
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NÚMERO DE COORDENAÇÃO 
(relação ao cátion)
NC = 8
Estrutura cristalina do tipo AX : Cloreto de Césio
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1B. ESTRUTURA CRISTALINA
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NÚMERO DE COORDENAÇÃO 
(relação ao cátion)
NC = 4
Estrutura cristalina do tipo AX : Blenda de Zinco (esfalerita) - ZnS
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1B. ESTRUTURA CRISTALINA
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NÚMERO DE COORDENAÇÃO 
(relação ao cátion)
NC = 8
Estrutura cristalina do tipo AmXp : Fluorita – CaF2
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1B. ESTRUTURA CRISTALINA
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 Defeitos pontuais:
 Defeito de Frenkel: lacuna de cátion;
 Defeito de Schottky: lacuna de ânion.
1C. DEFEITOS
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Impurezas
 Impurezas podem ser intersticiais ou substitucionais:
 Impureza substitucional – substituição de íon com carga elétrica semelhante;
 Impureza intersticial – o raio atômico da impureza deve ser pequeno em comparação ao do ânion;
1C. DEFEITOS
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Sistema óxido de alumínio – óxido de cromo
1D. DIAGRAMAS DE FASES
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Comportamento TENSÃO - DEFORMAÇÃO
Ensaio de FLEXÃO TRANSVERSAL: resistência à flexão
1E. PROPRIEDADES MECÂNICAS
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1E. PROPRIEDADES MECÂNICAS
Ocorre fratura (T ambiente) antes do inicio da deformação plástica!
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As propriedades elétricas dos materiais cerâmicos são muito variadas. Podendo ser:
 isolantes: Alumina, vidro de sílica (SiO2)
 semicondutores: SiC, B4C
 supercondutores: (La, Sr)2CuO4, TiBa2Ca3Cu4O11
1F. PROPRIEDADES ELÉTRICAS
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As mais importantes propriedades térmicas dos materiais cerâmicos são:
 capacidade calorífica (  )
 coeficiente de expansão térmica (  )
 condutividade térmica
átomos
Ligação Química
1G. PROPRIEDADES TÉRMICAS
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2 - POLÍMEROS
- Introdução
- Nomenclatura
- Classificação
- Preparação
- Copolímeros
- Processeamento
- propriedades mecânicas
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2A. INTRODUÇÃO
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Do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição)
Macromolécula composta por dezenas de milhares de meros, ligadas por ligação covalente.
Monômeros = moléculas menores com bifuncionalidade (dois pontos reativos).
silicone
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2A. INTRODUÇÃO
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A união de monômeros cria um polímero.
Carbono, Oxigênio, Hidrogênio e Nitrogênio, formam as principias classes de polímeros.
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2B. NOMENCLATURA
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IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).
Prefixo “poli” + (nome monômero “abc”) = poli(abc). 
Ex.: 
Poli(tetrafluoretileno) = Teflon
Poli(cloreto de vinila) = PVC
Poli(acetato de vinila) = PVA
Polipropileno = PP
Poli(etileno teraftalato) = PET
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2C. CLASSIFICAÇÃO
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2C. CLASSIFICAÇÃO
TERMOPLÁSTICO
  Sob efeito de temperatura amolecem e fluem 
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TERMOFIXO
  Reagem quimicamente formando ligações cruzadas
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2C. CLASSIFICAÇÃO
ELASTÔMEROS
  São polímeros que, na temperatura ambiente, podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retornando ao comprimento original rapidamente.
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2D. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO
ADIÇÃO:
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Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)
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2D. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO
APOLÍMEROS DE ADIÇÃO:
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Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)
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2D. MÉTODOS DE PREPARAÇÃO
POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO:
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Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)
Ex.: nylon e poliésteres
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2E. COPOLÍMEROS
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Ex.: polipropilenos (PP), policloreto de vinila (PVC)
Homopolímeros: um único tipo de monômero.
Copolímeros: dois ou mais tipos de monômeros
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Comportamento TENSÃO - DEFORMAÇÃO
Ensaio de TRAÇÃO
2F. PROPRIEDADES MECÂNICAS
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COMPARATIVOS ENTRE ALGUMAS PROPRIEDADES
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Estabilidade térmica e química
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[Barsoum, 1997]
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Condutividade elétrica
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[Callister, 1997]
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Condutividade térmica
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[Callister, 1997]
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Módulos de elasticidade
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[Callister, 1997]
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Resistência mecânica 
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[Callister, 1997]
01/05/01
1 INTRODUÇÃO
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Deformação 
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[Callister, 1997]
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PONTOS REATIVOS DO MONÔMERO SURGEM DA
RUPTURA DA LIGAÇÃO DUPLA C=C E FORMAÇÃO DE
DUAS LIGAÇÕES
NÃO EXISTE A FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS
OCORRE EM TRÊS ETAPAS:
INICIAÇÃO: APLICAÇÃO DE CALOR, LUZ, PRESSÃO
OU CATALIZADOR PARA A RUPTURA DE LIGAÇÕES
DUPLAS
PROPAGAÇÃO: CRESCIMENTO DE CADEIAS
POLIMÉRICAS TÉRMINO: DESAPARECIMENTO DE PONTOS REATIVOS
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