RESUMÃO QÚIMICA DOS MATERIAIS

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RESUMÃO: QUÍMICA DOS MATERIAIS
AULA 1: TIPOS DE MATERIAIS
Os materiais sólidos são frequentemente classificados em 4 grupos principais, segundo a sua estrutura atômica:
Materiais Metálicos: são combinações de elementos metálicos. 
Propriedades: Elétrons livres; Não são transparentes à luz; São resistentes, mas deformáveis.
Materiais Cerâmicos: são combinações de metais com elementos não metálicos. Os principais tipos são: óxidos, nitretos e carbetos. 
Propriedades: Isolantes térmicos e elétricos; Mais resistentes às altas temperaturas e a ambientes corrosivos; apresentam elevada dureza, porém frágeis (quebram sem deformações visíveis).
Materiais Poliméricos: são constituídos de macromoléculas orgânicas, sintéticas ou naturais.
Propriedades: Leves; Isolantes elétricos e térmicos; Flexíveis; Apresentam boa resistência à corrosão e baixa resistência ao calor. 
Materiais Compósitos: composto por duas ou mais fases, sendo essas de diferentes propriedades químicas e físicas. Ex: Peças de automóveis
Material Cristalino: É aquele no qual os átomos estão situados em uma disposição repetitiva ou periódica ao longo de grandes distâncias atômicas; isto é, existe uma ordenação de grande alcance tal que na solidificação, os átomos se posicionarão entre si em um modo tridimensional repetitivo, onde cada átomo está ligado aos seus átomos vizinhos mais próximos: Cristalino Amorfo
AULA 2: IMPERFEIÇÕES, DIFUSÃO E FALHAS
O comportamento reológico se refere à maneira como o material se deforma quando sujeito à ação de forças. 
Puntiformes
Lineares
De Superfície
Defeito ou imperfeição ruptura de sua regularidade
Defeitos Puntiformes: são aqueles associados a magnitude de um ou dois átomos
Defeitos Lineares: são imperfeições da rede que ocorrem ao longo de uma linha e são chamadas de discordância (em cunha, em hélice e mista).
Defeitos de Superfície: imperfeições que ocorrem ao longo de uma superfície (Superfície Externa; Contorno de Grão; Contorno de Macla)
DIFUSÃO: é o fenômeno de transporte de material por movimento atômico. O processo de difusão pode ocorrer em materiais, líquidos, gasosos e sólidos. É um processo altamente dependente da temperatura.
Dos vários modelos de difusão propostos, dois são mais comuns para a difusão em metais: Difusão por lacuna e Difusão intersticial. 
FALHAS (Fratura, Fadiga e Fluência): É importante prever a ocorrência de falhas para minimizar os custos provenientes delas. Em um projeto de um componente ou uma estrutura, é necessário conhecer as propriedades mecânicas dos materiais a serem utilizados, bem como, as possibilidades de ocorrências de falhas.
Fratura frágil: caracteriza-se por apresentar pequena ou nenhuma deformação plástica na vizinhança de uma trinca que está avançando.
Fadiga: é uma forma de falha que ocorre em estruturas que estão sujeitas à tensão dinâmica, por exemplo: pontes, aeronaves e componentes de máquinas.
Fluência: é a deformação permanente que ocorre ao longo do tempo nos materiais quando eles são submetidos a tensões constantes. 
Comportamento Elástico: Entende-se por um material que exibe tal comportamento quando ele, ao ser submetido a esforços mecânicos, apresenta deformações não aparentes, ou seja, esse material tem a propriedade de absorver as tensões a qual ele está submetido; quando se cessa essa tensão, o material retorna à sua dimensão original.
Comportamento Plástico: Entende-se por um material que exibe tal comportamento quando esse, ao ser submetido a esforços mecânicos, apresenta deformações aparentes, ou seja, esse material tem pouca capacidade de absorver as tensões a qual está submetido, não retornando à sua dimensão original quando finda essa tensão, apresentando claramente aumento do comprimento do material.
AULA 3 PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS
Laminação: consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que geram a mesma velocidade periférica, mas em sentidos contrários. Consiste em passar um material entre dois cilindros que promovem a compressão do mesmo e a sua redução de espessura.
Forjamento: é a deformação mecânica, geralmente a quente, através de golpes sucessivos ou através de compressão contínua. Atualmente, o forjamento é empregado para a produção de peças como, eixo manivelas, bielas, discos de turbinas, engrenagens, rodas, cabeças de parafusos, esferas, ferramentas manuais e uma grande variedade de componentes estruturais para máquinas operatrizes e equipamentos de transporte.
Trefilação: A trefilação consiste em “puxar” o material através de um orifício cônico, diminuindo a sua seção reta. Barras e arames são feitos por este processo.
Extrusão: Entende-se por extrusão o processo de compressão indireta, pois são as paredes internas da ferramenta que provocam, devido à reação à pressão do pistão, a ação de compressão sobre o tarugo. Utilizada para a fabricação de perfis de seção circular, quadrada, hexagonal etc.
Estampagem: A estampagem é um processo de conformação plástica, geralmente a frio, e para a produção de peças de paredes finas. Os processos de estampagem podem ser classificados em três grupos: estampagem profunda; re-estampagem; re-estampagem reversa.
Usinagem: um processo que busca produzir formas com elevada tolerância dimensional, bom acabamento superficial e muitas vezes de geometrias complexas. é utilizada para a fabricação de peças ou componentes como: eixos, parafusos, rodas dentadas, pinos, polias, componentes estruturais para máquinas, etc
Fundição: consiste na obtenção de objetos, na forma final, a partir do uso de um metal líquido ou viscoso, depositado em um molde preparado, sendo que, a peça fundida é o produto obtido quando o líquido ou o metal viscoso se solidifica.
PROCESSO TÉRMICO: A maior consiste no aquecimento e resfriamento das peças, com o objetivo de alterar suas propriedades mecânicas, a fim de aumentar o desempenho de tais materiais.
Recozimento: o material é exposto a uma temperatura elevada durante um longo período de tempo e depois resfriado lentamente. Finalidade: Alívio de tensões. Redução da dureza. Aumento da ductilidade. Obtenção de microestrutura específica.
Normalização (recozimento ao ar livre).
Têmpera: consiste em aquecer o material a altas temperaturas, mantê-lo a esta temperatura durante um intervalo de tempo, e depois resfriá-lo rapidamente. Finalidades: Aumento da dureza. Aumento da resistência mecânica.
Revenido: consiste no tratamento térmico que se emprega depois da têmpera e visa diminuir a fragilidade das peças, além de torná-las mais maleáveis para o processo de usinagem.
AULA 4: CERÂMICAS E VIDROS
Os materiais cerâmicos são compostos originados a partir de elementos metálicos e não metálicos
CERÂMICOS
óxidos, carbetos ou nitretos.
CERÂMICAS
São objetos, obtidos pela moldagem, secagem e cozimento de argila ou mistura de solos argilosos. Na fabricação deles, podem ser suprimidas algumas dessas etapas, contudo, a matéria-prima base para a fabricação de peças cerâmicas é a argila formada por partículas cristalinas extremamente pequenas: OS ARGILOMINERAIS Amorfos
Cristalinos
Argilominerais
Possuem grande plasticidade, sendo utilizadas na produção de cerâmicos estruturais e louças brancas.
Características Gerais das Cerâmicas
Alta dureza – Isolantes elétricos - Isolantes térmicos - Resistentes a corrosão - Fragilidade (baixa capacidade de absorver energia através de deformação plástica). 
A) VIDROS: substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogênea, obtida pelo resfriamento de uma massa em fusão que enrijece através de um aumento contínuo da viscosidade. É obtido a partir da fusão das matérias-primas. Esse processo ocorre em fornos, que produzem calor, dentro da necessidade que se deseja fundir os materiais. Os fornos trabalham em altas temperaturas, podendo chegar a 1600ºC, de acordo com o material a ser fundido.
 
B) VIDROCERÂMICOS: são vidros com um determinado grau de cristalinidade, criada a partir de tratamentos térmico adequado (às vezes,com a adição do dióxido de titânio).
Propriedades dos vidrocerâmicos: Baixo coeficiente de expansão (diminuindo a probabilidade de ocorrer choque térmico) - Maior resistência mecânica - Compatibilidade com altas temperaturas - Boas propriedades dielétricas - Boa compatibilidade biológica.
C) REFRATÁRIOS: são cerâmicas que podem ser submetidas a ambientes de altas temperaturas sem sofrer fusão ou decomposição, permanecendo inertes neste ambiente. Exemplo: o forno mufla. 
D) ABRASIVOS: são cerâmicas utilizados para polir, desgastar ou cortar outros materiais de menor dureza. Exemplos de cerâmicos abrasivos: Lixas.
E) CIMENTOS: uma características destes materiais, comercializados na forma de pó é a de que quando misturados com água “pegam” e endurecem.
F) AVANÇADOS: são aqueles obtidos com reagentes de alta pureza e processamento sofisticados para obtenção de produtos de alto desempenho. Ex: para produção de microesferas de UO2
AULA 5: POLÍMEROS
Um polímero é a macromolécula formada por muitas unidades de repetição denominadas meros, ligadas umas às outras por meio de uma ou mais ligações covalentes.
Nas macromoléculas é comum a presença de materiais não metálicos, como F, O e N. 
Homopolímero: um único monômero e Copolímero: formado de mais de um monômero.
Características Gerais: Baixo ponto de amolecimento e ponto de fusão -- Baixa densidade -- Alta maleabilidade -- Baixa resistência mecânica (comparada a dos metais) -- Baixa dureza -- Isolantes térmicos e elétricos -- Resistentes a degradação.
Quanto a Origem: natural ou sintético. 
Quanto a Reação de Preparação: adição ou condensação. 
 Quanto a Estrutura Química: linear, ramificado ou reticulado.
 Características de Fusibilidade: termoplástico ou termofixo. 
Heterogeneidade da Cadeia: homopolímero ou copolímero.
Comportamento Mecânico: plásticos, elastômeros ou fibras.
Tipos de Estrutura Química: Linear, Ramificada, Tridimensional e Com reações cruzadas.
. Polímeros Naturais
 São aqueles encontrados na natureza, como borracha da seringueira, proteínas, celulose, polissacarídeos etc
Polímeros Sintéticos
São aqueles produzidos artificialmente. 
Ex: 1828: Wolher (Alemanha) – obtenção da uréia.
PLÁSTICOS X ELASTÔMETROS X TERMOFIXOS: 
Plásticos: apresentam-se sólidos na temperatura de utilização, normalmente a temperatura ambiente, ou próximo a ela, podem ser subdivididos em: termoplásticos, termorrígidos e baroplásticos.
Elastômetros: polímeros que na temperatura ambiente podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retornando ao comprimento original rapidamente depois de retirado o esforço.
Termofixos: enrijecem com o aumento de temperatura e não voltam a ser maleáveis com o resfriamento. Existem ligações cruzadas, dificultando o deslizamento entre as cadeias. 
Tornam-se macios e deformáveis com o aumento de temperatura. As ligações entre as cadeias são geralmente de Van der Waals - são recicláveis.
Exemplos: Resinas de poliéster, resinas fenólicas, PVC