aula 02 Introdução ICM

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03/08/2017
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UNIVERSIDADE FEDERAL DOPARANÁ
CENTRO DE ESTUDOS DO MAR
CURSO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
Introdução a Ciências dos 
Materiais
Capitulo 1 - CALLISTER
Prof. Silvia Melegari
Pontal do Paraná, Agosto de 2017
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1.1 PERSPECTIVA HISTÓRICA
comunicação
MATERIAIS
produtos de 
alimentos
recreação
transporte
vestuário
habitação
Os materiais estão presentes no nosso dia-dia
... “historicamente, o DESENVOLVIMENTO e o AVANÇO da sociedade 
estiveram ligadas as habilidades das civilizações ANTIGAS em PRODUZIR
e MANIPULAR MATERIAIS para satisfazer as suas necessidades....”
Eras, foram marcadas devido a gdes habilidades de civilizações que 
utilizaram os materiais:
Idade da 
PEDRA
Idade do 
BRONZE
Idade do 
FERRO
Idade do 
COBRE 2
Eras, foram marcadas devido a gdes habilidades de civilizações que 
utilizaram os materiais: Idade da 
PEDRA
Idade do 
BRONZE
Idade do 
FERRO
1°) Quais foram os materiais desenvolvidos/fabricados em cada era 
(PEDRA/METAIS)?
2°) quais as ferramentas utilizadas para fazer o processo de fabricação??
3°) qual o processo de fabricação utilizado na época para a produção 
desses materiais/ferramentas..?
Etc....
Idade do 
COBRE
TAREFA N° 01
para casa (INDIVIDUAL) continua...3
Com o passar do tempo, descobriram TÉCNICAS para a produção de 
materiais que tinham propriedades superiores dos materiais naturais.
....no Egito produziam objetos ARGILA + ASBESTO ou PALHA VEGETAL 
SECA
exemplo:
?
... produção da cerâmica:
• Crua: ARGILA + AGUA => Seco ao Sol (adobe)
• Cozida: ARGUILA + ÁGUA => Elevadas temperaturas (vitrificação)
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ASBESTO NATURAL: são rochas metamórficas de elevada resistência à tração
Telha de amianto
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O desenvolvimento de muitas tecnologias que 
tornam a nossa existência tão confortável, esta 
associada a descobertas de materiais adequados 
(novos materiais).
exemplo
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exemplo:
Grandes edificações: arranhas céu
“....um avanço na compreensão de um tipo de 
material é com frequência o precursor de um 
processo escalonado de alguma tecnologia...”
exemplo
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exemplo:
Construção de Barragens
Concreto Compactado com Rolo - CCR
Só foi possível esta técnica construtiva com o 
CCR, devida aos avanços em máquinas agrícolas 
pesadas.
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1.2 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
- Qual a diferença entre: 
ciências dos materiais e engenharia dos materiais ?
...continuando:
TAREFA N° 01
para casa (INDIVIDUAL)
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1.2 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
Os quatro componentes da disciplina ciências e engenharia dos materiais:
PROCESSAMENTOESTRUTURA
PROPRIEDADE
DESEMPENHO
estrutura: estuda o arranjo interno dos seus componentes.
propriedade: todo material esta exposto a estímulos externos como 
luz, calor, umidade, vento etc... Assim, propriedade consistem em uma 
PECULIARIDADE do material em termos de TIPO e MAGNITUDE de sua 
RESPOSTA e um estimulo especifico. 10
1.2 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
As propriedades dos materiais são agrupadas em 6 categorias:
Mecânica
Elétrica
Térmica
Magnética
Ótica
Deteriorativa
...“existe um tipo de característico de ESTÍMULO que é capaz de 
provocar diferentes RESPOSTAS”....
Mecânica
Relacionam a deformação do material, devido a 
uma carga ou força aplicada
resposta
estímulo
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Elétrica
Estímulo: campo elétrico
Resposta: condutividade elétrica, constante dielétrica
Térmica
Magnética
Estímulo: campo magnético
Resposta: forças de atração ou repulsão
Estímulo: calor
Resposta: capacidade calorífica e condutividade 
térmica
deteriorativa
Ótica
Estímulo: radiação eletromagnética, radiação luminosa
Resposta: índice de refração, refletividade
Estímulo: componentes químicos dos materiais 
presentes
Resposta: corrosão
1.2 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
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PROCESSAMENTO
...do componente:
processamento: a maneira de como é produzido um material, irá 
modificar a estrutura e/ou a propriedade e/ou desempenho do material.
DESEMPENHO
desempenho: é função de suas propriedade (vida útil) em serviço, 
durabilidade, manutenção. exemplo: telhas de PCV transparente (durabilidade)
Armazenamento de materiais radioadivos
exemplo: tempera dos metais
1.2 CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
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1.3 PORQUE ESTUDAR CIÊNCIAS E ENGENHARIA DOS 
MATERIAIS
1°) selecionar os variados materiais para atuar nas 
diferentes condições de serviço.
2°) considerar na seleção do material escolhido qual a 
deterioração/manutenção que pode ocorrer durante a 
vida útil
3°) familiarização com as características e propriedades 
dos materiais, além de processo de fabricação.
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cerâmico
metálico
polímeros
1.4 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
metais
cerâmica
polímeros
compósito
...
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
metais
São compostos por um ou mais elementos metálicos (Fe, 
Al, Co, Ni...) e/ou por elementos não metálicos (C, O, N..) 
Como se introduz os 
elementos NÃO 
metálicos nos metais?
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
• São geralmente uma combinação de elementos metálicos.
• São bons condutores de calor e eletricidade.
• Não são transparentes à luz visível.
• Têm aparência brilhante quando polidos.
• Geralmente são resistentes e deformáveis.
• São muito utilizados para aplicações estruturais.
metais
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
cerâmica
▪ São geralmente uma combinação de elementos metálicos e
não-metálicos.
▪ São geralmente isolantes de calor e eletricidade.
▪ São mais resistentes que metais e polímeros a altas
temperaturas.
▪ Quanto às propriedades mecânicas, são duros, porém
frágeis.
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cerâmica
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polímeros
1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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polímeros
1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Comparação entre os materiais metálicos cerâmicos e poliméricos
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compósitos
1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATRIAIS
𝑑 =
𝑀
𝑉
(g/𝑐𝑚3)
Massa especifica Aparente ou Unitária (condição solto)
Massa específica Aparente ou Unitária (condição compactado)
Massa específica ou Absoluta ou Real
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATRIAIS
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATRIAIS
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1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATRIAIS
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EXERCÍCIOS
1°) Procurar 02 materiais (qq.) para obter 
a medida da massa unitária:
• estado compactado e solto
➢ Obter os resultados e compará-los, justificar !
➢ Tirar fotos
➢ Montar o relatório completo e enviar via Moodle (AVA)
TAREFA N° 02
EM GRUPO
2°) Procurar 02 materiais (qq.) para obter 
a medida da massa real ou absoluto:
➢ O experimento deverá ser feito em sala! E devera ser 
apresentado p/ a turma.
➢ Trazer todos materiais para a realização deste experimento.
➢ Disponibilidade: BALANÇA de até 3,5kg
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