RESUMO CTM

Prévia do material em texto

RESUMO CTM 
 Idade da pedra- 3,5 mil a.c 
 Idade do bronze- 2500 
 Idade do ferro-1000 
Eles tinham um numero limitado de matérias, como: pele, pedra, osso, argila e madeira. Só 
depois aprenderam a manipular e produzir, ai os matérias aumentaram. 
ESTUDO: Para saber sobre os materiais. Muitos cientistas e engenheiros em dado momento se 
depararam com um problema de projeto envolvendo materiais. 
O papel do cientista de matérias é desenvolver novos materiais, enquanto um engenheiro é 
chamado para criar novos produtos usando materiais existentes para desenvolver técnicas 
para o processamento de materiais. 
Um problema de matérias consiste em escolher um tipo de material para uma finalidade 
especifica (investigar as propriedades, deterioração das mesmas e aspectos econômicos). 
ESTRUTURA: refere-se ao arranjo dos seus componentes internos. A estrutura subâtomica 
envolve os elétrons nos átomos individuais e as interações com os seus núcleos. 
PROPRIEDADE: (estrutura, propriedade química e elétrica) 
 Mecânica: (modulo de elasticidade, resistência mecânica) 
 Elétricas (constante dielétrica, condutividade) 
 Térmicas (capacidade calorofica, condutividade) 
 Magnéticas (estimulo a campo magnético) 
 Óticas (reflexão, reflitividade) 
Deterioração das propriedades: Como elas se comportam 
Aspectos econômicos: Custo beneficio 
Processamento: a estrutura dependerá de como ele é processado. 
Desempenho: uma função das suas propriedades. 
Classificação dos materiais: 
 Metais e ligas metálicas 
 Cerâmicos 
 Poliméricos 
 Compósitos 
 Biomateriais 
 Semicondutores 
 Materiais do futuro: materiais inteligentes; materiais nanoengenheirados. 
 
METAIS: São compostos formado por um ou mais elementos metálicos 
(Ferro,alumínio,cobre,titaneo,ouro e níquel) e não metálicos (carbono, 
nitrogeneo,oxigeneo) 
 
Características: 
• Ligações metálicas; (nuvem,mar de elétrons) elétrons livres, não localizados. 
• Bons condutores elétricos e térmicos; 
• Dúcteis (elevada plasticidade); / maleávies 
• Relativamente rígidos; resistentes a fratura 
• Alta resistência mecânica; 
• Opacos. 
• Não transparentes; 
• Densos 
• Muito ordenado os átomos e suas ligas; nem um aço é palho para resistir a ligas 
metálicas; para dar brilho tenho que polir. 
Classificação: 
• Ligas ferrosas: 
– Aços com baixo, médio e alto teor de carbono; 
– Aços inoxidáveis; fazer duto (fe-c) 
– Aços ligados; 
– Ferros fundidos (cinzento, nodular, branco, etc.). teor de carbono > 2,1% 
• Ligas não ferrosas: 
– Metais nobres; 
– Cobre e suas ligas; 
– Alumínio e suas ligas; 
– Entre outros (Mg, Ni, Zn, etc.). 
EX: broca, 
CERÂMICAS: São composto formado entre elementos metálicos e não metálicos 
(oxido,nitreto,e carbetos) 
 
Características: 
• Ligações iônicas e covalentes; 
• Más condutoras elétricos e térmicos; 
• Frágeis; ausência de ductilidade 
• Muito duros; 
• Alta resistência à ambientes severos; resistente a temperatura elevada 
• Refratários; mantem a temperatura elevada 
• Opacos ou transparentes, dependendo da composição. 
Rígidos ; resistentes; suscetíveis á fratura; comportamento magnético; bons isolantes. 
 Classificação: 
• Cerâmicas tradicionais: 
– Propriedades mecânicas limitadas; 
– Exemplo: Cerâmicas argilosas, porcelanato e silicatos, em geral. 
• Cerâmicas de engenharia: 
– Materiais cerâmicos que apresentam elevada dureza (HV > 15 GPa) e aceitável 
tenacidade à fratura (KIC > 4 MPa√m) (KATO; ADACHI, 2002); 
– Combinam excelentes propriedades mecânicas com baixa densidade, mesmo em 
altas temperaturas (HUTCHINGS, 1992); 
– Exemplos: Óxido de alumínio (Al2O3), nitreto de silício (Si3N4), carbeto de silício 
(SiC) e zircônia (ZrO2). 
POLÍMEROS: Compostos orgânicos (carbono e hidrogeneo) e não metais (o,n,Si) 
 Características: 
• Ligações covalentes, geralmente formados por longas cadeias 
baseadas principalmente em C e H; 
• Maus condutores elétricos e não magnéticos; 
• A maioria apresenta elevada ductilidade e flexibilidade; 
• Menos rígidos e resistentes quando comparados com os metais e 
cerâmicas; 
• Alta resistência à ambientes severos; 
• Geralmente possuem baixa resistência à altas temperaturas. 
Ducteis; densidade reduzida; flexíveis; inertes e não magnéticos. 
COMPÓSITOS 
 Características: 
• São materiais que combinam duas ou mais das classes de materiais citados anteriormente; 
• A meta de projeto de um compósito é reunir, em um único material, propriedades 
interessantes de grupos distintos de materiais. 
 Exemplo de aplicação: Indústria aeronáutica (Boeing 787). 
 Exemplo de compósito natural: Madeira. Constituída por fibras de celulose(flexíveis) ligadas 
com lignina (resina natural conhecida por sua alta resistência) 
 A mesma é constituída por fibras de celulose (flexíveis) ligadas com lignina (resina natural 
conhecida por sua alta resistência). 
• Ex: fibra de vidro (RESISTENTES, RIGIDAS E FRAGEIS) 
• Cermets 
• Fibra de carbono PRFC( rígida e resistente) 
• Indústria aeronautic 
BIMATERIAIS 
 Características: 
• Biocompatíveis com os tecidos humanos; 
• Podem pertencer à diferentes classes de materiais e são usualmente empregados na 
fabricação de próteses. 
Para prótese tem que ser próxima a densidade óssea. 
EX: platina, titaneo, silicone, prótese dentaria, lentes de contato. 
SEMICONDUTORES 
 Características: 
• Condutividade elétrica intermediária entre os bons condutores 
(metais) e os isolantes (cerâmicas e polímeros); 
• Aplicações: chips e circuitos integrados, os quais revolucionaram as 
indústrias de produtos eletrônicos e de computadores; 
• Exemplos: 
– Semicondutores de silício (transistores, células solares, circuitos, etc.); 
– Semicondutore de germânico (fibra óptica, radares, etc.). 
Não é 100% condutor e nem 100 % isolante. 
Comparação entre Diferentes Classes de Materiais: 
 
Materiais avançados 
 materiais inteligentes: última geração ; os componentes de um material de inteligente inclui 
sensor e atuador( mudança de forma o característica mecânica) 
• ligas com memória : metais que após terem sido de fôrma redonda as suas formas 
originais. 
• as cerâmicas piezoelétricas: expandem e contraem-se em resposta a aplicação de 
um campo elétrico. 
• o fluido eletrorreolóios e magneto reológico são líquidos que aprensentam 
mudança drástica na sua viscosidade quando ha aplicação 
 
nanomateriais: tecnologia ; pode ser todos os materiais; não são diferenciados com base em 
sua quimica, mas sim em função do tamanho 10^-9 = arranjar os atmos . 
 
forças e energias de ligação: 
baseada em conhecimento das forças interatômicas que unem os atomos entre si. 
considerando dois átomos isolados, na medida em que eles são aproximados, cada um exerce 
sobre o outro. 
 
Poco de energia : é a energia necessária para pegar dois atomos na posição equilibrio e afasta-
los e nenhuma energia os pegará novamente. 
ia energia e mais e mais e mais profundo o maior ponto de fusão de ser sólido natação térmica 
PE: Quanto maior o poço e mais estreito: mais rigido. 
Quanto mais profundo: maior o ponto de fisão de ser solido. 
 
Dilatação termica: maior o poço, menor tendencia de se dilatar. 
 
Tipos de ligação: 
• Ionica: elemento com grande diferença em eletronegatividade. ligação forte; não direcionais; 
transferência de elétrons; duro;frageis,isolantes 
exemplo :n a c l ,m g o 
• Covalente: compartilhamento de elétrons; forte ou fraca; é direcional 
• Metalica: nem todos os elétrons estão ligados;formação denuvem eletronica; eletrons ligados 
em conjunto com os núcleo formam os nucleos ionicos; não direcional; pode ser forte ou 
fraco; e ocorre entre metais f 1A a 2A .