Ciência dos materiais

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Ciência dos materiais
Investigação das relações entre as estruturas e as propriedades dos materiais.
Tipos de materiais
Propriedade do material
Resposta a um estímulo externo;
Tipos:
Mecânicas;
Térmicas;
Elétricas;
Magnéticas;
Óticas;
Químicas.
Resistência mecânica: Tensão necessária para vencer forças de atração entre átomos e/ou moléculas de um material.
Tensão: Corresponde à força aplicada em uma área específica. 
Comportamento dos materiais
Deformação: comprimento deformado como porcentagem do comprimento original.
Elástica: Deformação “temporária”. Após retirada do equipamento, a deformação desaparece. Átomos e moléculas voltam a posição inicial;
Plástica: Deformações permanentes. Representam o afastamento ou quebra de ligações de modo que os átomos ou moléculas não voltam à posição inicial após a remoção da tensão.
Frágeis: Apresentam deformação elástica, porém pouca ou nenhuma deformação plástica; Colapso brusco; Ex.: Cerâmicas, vidros, concreto...
Dúcteis: Apresentam deformação elástica e plástica; Estricção e deformações mais perceptíveis (aviso prévio); Ex.: Metais e polímeros.
Módulo de elasticidade
Relação entre tensão e deformação;
Mede a rigidez do material;
Quanto maior o módulo de elasticidade, maior a rigidez;
Nem sempre é linear.
Tenacidade
Energia necessária para romper uma material;
Corresponde à área abaixo da curva tensão x deformação.
Outras propriedades mecânicas
Dureza: resistência à penetração, resistência superficial;
Fragilidade: associada à menor resistência à choques (impactos);
Fluência: aumento de deformação, mantendo tensão constante;
Relaxação: redução da tensão, mantendo deformação constante;
Fadiga: queda de resistência após material ser submetido a esforços cíclicos.
Comportamento de engenharia vs real
Isotropia e Anisotropia
Isotropia: mesmo comportamento mecânico independente do eixo de aplicação da tensão;
Anisotropia: Mudança do comportamento mecânico quando tensão é aplicada em diferentes direções.
Massa específica (ME)
Massa de sólidos existente em uma unidade de volume;
ME=m/V;
Depende da estrutura atômica.
Massa unitária (MU)
Também denominada massa específica aparente;
Corresponde à razão da massa de um material pelo volume que ele ocupa, possuindo vazios entre as partículas.
Porosidade: Volume de vazios, ou seja, volume não ocupado por sólidos.
Absorção de água 
Quantidade de água que o material pode absorver;
Está diretamente associada à porosidade;
Diferentes de ADSORÇÃO;
Adsorção de água corresponde a quando a água adere à superfície. Assim, ela foi ADSORVIDA;
Adsorção física e química
Adsorção fís: Adesão de partículas na superfície por forças de superfície (Van der Waals);
Adsorção quím: As partículas “se unem” à superfície através de ligações químicas.
Tensão superficial: Propriedade que faz com que o líquido se comporte como se tivesse uma membrana elástica em sua superfície;
Capilaridade
Propriedade física que os fluidos têm de subirem ou descerem em tubos finos;
Diretamente ligada à tensão superficial
Propriedades térmicas
Ligadas aos elétrons livres na microestrutura; Tipos:
Condutividade térmica: capacidade de conduzir calor através do material;
Calor específico: calor necessário para elevar a temperatura do material;
Transmitância térmica: Fluxo de calor através do material por unidade de área;
Capacidade térmica: Quantidade de calor necessário para elevar a temperatura do material, por unidade de área;
Dilatação térmica: Variação volumétrica em função da temperatura;
Resistividade elétrica: Resistência à passagem de corrente elética.