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Fundamentos dos Materiais de Construção 
1.1 – Introdução ao estudo dos materiais 
Universidade Federal de Santa Maria – UFSM 
Departamento de Engenharia Mecânica – DEM 
Curso de Engenharia de Produção 
Prof. Cristiano J. Scheuer 
ONDE ESTAMOS? 
 Introdução à ciência dos materiais. 
• 1ª Avaliação: 
 Estrutura e ligações atômicas. 
 Estrutura dos sólidos cristalinos. 
 Imperfeições nos sólidos cristalinos. 
 Solidificação dos metais e ligas. 
 Difusão em sólidos. 
 Propriedades mecânicas dos materiais. 
 Discordância e mecanismos de aumento de resistência. 
ROTEIRO DA AULA 
• Perspectiva histórica. 
• Introdução. 
• Ciência e engenharia de materiais. 
• Classificação dos materiais. 
OBJETIVOS DA AULA 1.1 
• Conhecer as categorias nas quais os materiais são classificados. 
• Entender o conceito de ciência e engenharia de materiais. 
• Entender correlação processamento/estrutura/propriedades/desempenho. 
INTRODUÇÃO 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 1. 
INTRODUÇÃO 
Fonte: Google imagens. 
Fonte: http://carlaaedc.blogspot.com.br/. 
PERSPECTIVA HISTÓRICA 
PERSPECTIVA HISTÓRICA 
Fonte: ASHBY, M. Seleção de materiais no projeto mecânico. Editora Elsevier, 2014, pág. 1. 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
• Definições: 
 Ciência dos materiais: “Investigação das relações entre 
composição/estrutura /propriedades e desempenho dos materiais”. 
 Engenharia dos materiais: “Projetar, desenvolver ou aperfeiçoar 
materiais e técnicas de processamento de materiais com base nas 
relações composição/estrutura/propriedades/desempenho”. 
• Qual é a finalidade da ciência e engenharia de materiais? 
 Novas aplicações ou melhorias no desempenho de materiais já existentes. 
 Desenvolvimento de novos materiais para aplicações conhecidas. 
 Desenvolvimento de novos materiais para novas aplicações. 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
• Composição: 
 Natureza química dos materiais. 
• Estrutura: 
 Associada ao arranjo dos componentes internos do material. 
Fonte: http://www.pmt.usp.br/pmt5783/Liga%C3%A7%C3%B5es%20qu%C3%ADmicas%20e%20estrutura%20dos%20s%C3%B3lidos.pdf . 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
• Propriedades: 
 Tipo e intensidade da resposta a um estímulo que é imposto ao material. 
 Propriedades mecânicas. 
 Propriedades elétricas. 
 Propriedades térmicas. 
 Propriedades magnéticas. 
 Propriedades ópticas. 
 de Degradação (corrosão, oxidação, desgaste, etc). 
 As principais propriedades dos materiais podem ser agrupadas em: 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
• Processamento: 
 Conjunto de técnicas para a obtenção de materiais com formas e 
propriedades específicas. 
• Desempenho: 
 Resposta do material a um estímulo externo, presente nas 
condições reais de utilização. 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 3. 
CIÊNCIA E ENGENHARIA DE 
MATERIAIS 
Alumina 
(Al2O3) 
processada 
de diferentes 
maneiras 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 4. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
Materiais avançados 
Metais Cerâmicos 
Polímeros 
Compósitos 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Metais: 
 Composição: combinação de elementos metálicos e não metálicos. 
 Tipos de ligações → metálicas. 
 Propriedades gerais: 
− Resistência mecânica de moderada a alta. 
− Moderada plasticidade. 
− Alta tenacidade. 
− Opacos. 
− Bons condutores elétricos e térmicos. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Metais: 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 7. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Cerâmicas: 
 Composição: combinação de elementos metálicos e não metálicos. 
 Tipos de ligações → carácter misto, iônico-covalente. 
 Propriedades gerais: 
− Isolantes térmicos e elétricos. 
− Refratários. 
− Inércia química. 
− Corpos duros e frágeis. 
− Transparentes, translucidas, e opacos. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Cerâmicas: 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 7. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Polímeros: 
 Composição: compostos orgânicos. 
 Compostos de massas moleculares muito grandes (macromoléculas). 
 Propriedades gerais: 
− Baixa densidade. 
− Flexibilidade e facilidade de conformação. 
− Tenacidade. 
− Resistentes a certos meios químicos. 
− Geralmente pouco resistentes a altas temperaturas. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Polímeros: 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 8. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Compósitos: 
 Composição: mais de um tipo de material (matriz e reforçador). 
 Projetadas para apresentar as melhores características destes. 
Fonte: Callister, W.D.; Rethwisch, D.G. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª ed. São Paulo: Editora LTC, 2012, Pág. 9. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
• Materiais avançados: 
 Materiais utilizados em aplicações de alta tecnologia. 
 Correspondem à materiais tradicionais com propriedades refinadas. 
− Semicondutores. 
− Biomateriais. 
− Materiais inteligentes. 
− Nanomateriais. 
 Podem ser metálicos, cerâmicos e poliméricos: 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
MATERIAIS 
Fonte: http://www.pmt.usp.br/pmt5783/Liga%C3%A7%C3%B5es%20qu%C3%ADmicas%20e%20estrutura%20dos%20s%C3%B3lidos.pdf . 
• Materiais segundo o tipo de ligação química/física: 
O QUE É IMPORTANTE 
LEMBRAR? 
• Materiais estão intimamente ligados a nossa vida. 
• Propriedades dos materiais dependem da composição e estrutura. 
• Correlação propriedade-estrutura-processamento. 
REFERÊNCIAS 
• CALISTER, W.D.; RETHWISCH, D.G. Ciência 
e engenharia de materiais: uma introdução. 8ª 
ed. São Paulo: Editora LTC, 2012. 
► Capítulo 1 – Introdução 
→ Páginas: 1 – 14.