ICMat Cap 1 Introducao

Prévia do material em texto

E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS
APLICADA À ENGENHARIA INDUSTRIAL QUÍMICA
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
Prof. Dr. Fernando Vernilli
Capítulo 1
“Introdução”
(Ciência dos Materiais)
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
• 1. Introdução
• 2. Classificação dos Materiais;
• 3. Estrutura Atômica e Ligação Interatômica;
• 4. Estrutura dos Materiais Sólidos (cristalinos e amorfos);
• 5. Imperfeições em Sólidos;
• 6. Propriedades Mecânicas dos Materiais;
• 7. Diagrama de Fases;
Ementa
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
• 7. Diagrama de Fases;
• 8. Propriedades Elétricas;
• 9. Propriedades Magnéticas.
Livro Texto
William D. Callister - Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, 
LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.
www.demar.eel.usp.br/~fernando.vernilli
Notas de Aula
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a INTRODUÇÃO
� Desenvolvimento e Avanço das Sociedades:
estão relacionados às habilidades dos seus membros em produzir e
manipular materiais para satisfazer as suas necessidades.
� Nível de Desenvolvimento das Civilizações Antigas (designadas em 
relação aos materiais):
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
relação aos materiais):
Idade da Pedra
Idade do Bronze
� Popularização do automóvel: disponibilidade de aço à baixo custo
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
INTRODUÇÃO
• A ciência dos materiais envolve a investigação das
relações entre as propriedades e as estruturas dos
materiais.
• No nível atômico, a estrutura engloba a organização dos
átomos ou moléculas em relação aos outros.
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
• A inter-relação entre processamento, estrutura,
propriedades e desempenho é linear:
Processamento → Estrutura → Propriedades → Desempenho
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a
: / / w w w . s c . d o e . g o v / p r o d u c t i o n / b e s / s c a l e _ o f _ t h i n g s . h t m l
E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a
h t t p : / / w w w . s c . d o e . g o v / p r o d u c t i o n / b e s / s c a l e _ o f _ t h i n g s . h t m l
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a INTRODUÇÃO
� Por que estudar Ciência dos Materiais?
Muitos engenheiros, sejam eles mecânicos, civis, químicos, ou elétricos,
estarão uma vez ou outra expostos a um problema de projeto envolvendo
materiais. Podendo ser um componente para refinaria de óleo, ou um
"chip" de microprocessador. Naturalmente, engenheiros são especialistas
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
"chip" de microprocessador. Naturalmente, engenheiros são especialistas
que estão totalmente envolvidos na investigação e projeto de materiais.
Muitas vezes, um problema de materiais é a seleção do material certo
para uma determinada aplicação dentre muitos milhares que são
disponíveis.
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
QUANTOS MATERIAIS DIFERENTES EXISTEM ?
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
COMO ESCOLHER ??
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
INTRODUÇÃO
O engenheiro deve levar em conta as propriedades dos materiais:
1) Mecânica (relaciona: deformação com força. Ex: E, σ);
2) Elétrica (estímulo = campo elétrico. Ex: cond. elétrica, cte. dielétrica);
3) Térmica (capacidade calorífica e condutividade térmica);
4) Magnética (resposta do material à aplicação de um campo magnético);
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
4) Magnética (resposta do material à aplicação de um campo magnético);
5) Ótica (estímulo = radiação eletromagnética ou a radiação luminosa. Ex:
Índice de Refração, Refletividade);
6) Deteriorativa (reatividade química dos materiais)
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
• Condições de Serviço: ditam as propriedades exigidas do 
material. É raro o material ideal.
↑ resistência ⇒ ↓ ductilidade
INTRODUÇÃO
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
• Deterioração das propriedades durante uso: 
↓ Resistência com ↑ Temperatura ou Corrosão
• Fatores Econômicos (custo): também inclui despesas 
incorridas durante a fabricação (processamento).
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a Próximo assunto:
E
s
c
o
l a
 d
e
 E
n
g
e
n
h
a
r i
a
 d
e
 L
o
r e
n
a
“Classificação dos Materiais”