Lista de Exercícios 1

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios 1 – Capítulo 1
Disciplina: Ciência dos Materiais
Com que se ocupa a Ciência dos Materiais e qual sua importância na Engenharia?
A Ciência dos Materiais abrange o estudo sobre a estrutura e propriedades dos materiais. Esse conhecimento abrange desde a estrutura atômica até a verificação das propriedades de aplicação dos materiais, analisando potenciais e limitações, como eles se comportam em si e também como se comportam em relação ao meio. Dessa forma, pode-se destacar a sua importância, pois muitos materiais utilizados atualmente são derivados de recursos não renováveis, para isso tem se tornado cada vez mais relevante o estudo de materiais alternativos e sua relação com aspectos econômicos, não somente da redução, mas também do impacto ambiental e de fatores ecológicos.
Diferencie conhecimento fenomenológico e enciclopédico.
O conhecimento fenomenológico é o conhecimento adquirido a partir de observações de fenômenos ocorridos, em que o conhecimento adquirido vem pela razão já o conhecimento enciclopédico é conhecimento científico acumulado ao longo de várias experiências e teorias.
Classifique os materiais segundo os seguintes critérios: a) aplicação na indústria; b) grau de desenvolvimento tecnológico e c) morfologia.
a) aplicação na indústria: metais, cerâmicos, polímeros e compósitos.
b) grau de desenvolvimento tecnológico: naturais, empíricos, desenvolvimento científico e projetados.
c) morfologia: monoestruturados, recobrimentos, gradiente material e composição aleatória.
Cite dois produtos que podem ser classificados como: a) monoestruturado; b) recobrimento; c) gradiente e d) composição aleatória.
a) monoestruturado: PVC e cerâmica
b) recobrimento: eixos de aço temperado e torneiras revestidas
c) gradiente: MDF e embalagens de tetrapack
d) composição aleatória: aços recobertos com Ti e grafite, chamado comercialmente de epóxi e níquel com partículas cerâmicas
Como se interrelacionam estrutura, propriedades, processamento e desempenho em serviço de um material?
Propriedade é uma especificação, sendo o tipo de resposta que ele dá a um certo estímulo. Estrutura é o arranjo dos seus componentes internos, seja macroscópica, microscópica, atômica ou subatômica. A estrutura pode ser modificada (até certo ponto) para que as propriedades do material seja m aumentadas ou diminuídas, dependendo do que desejamos. Geralmente a estrutura é modificada por meio do processamento. Tudo isso é escolhido com cuidado para maximizar o desempenho do material.
Dê dois exemplos que evidenciam a relação entre estrutura e propriedades dos materiais.
1º O diamante e o grafite. O grafite tem estrutura cristalina hexagonal. O diamante sofreu uma pressão e tem estrutura cúbica.
2º O ferro que ao elevar a temperatura passa de uma estrutura cúbica de corpo centrado para uma estrutura cúbica de face centrada, sendo um material com mais resistência o homem deu um jeito de manter esta estrutura com um rápido esfriamento e adição de carbono criando o aço. 
Como se divide e qual o critério no estudo da estrutura de um material?
Divide-se no estudo da estrutura atômica, estrutura cristalina, microestrutura e macroestrutura. Este critério está associado ao valor dimensional de cada
nível estrutural.
Estrutura atômica: estuda o átomo em si, raio atômico e partículas elementares.
Estrutura cristalina: estuda a estrutura molecular, célula unitária, distância atômica.
Microestrutura: estuda orientação, distribuição, proporção, tamanho, composição, fases, forma.
Macroestrutura: estuda os acabamentos e a geometria das peças. 
Em que estaria baseada a mudança de propriedades de um mesmo material fabricados por diferentes processos?
Diferentes processos de fabricação acarretam em diferentes microestruturas, levando a diferentes propriedades, a fim de que o material adquira forma, dimensões e propriedades necessárias à sua aplicação.
Diferencie propriedades de corpo e de superfície. 
Propriedades de superfície dizem respeito a reatividade com o meio, resistência à corrosão e ao desgaste, biocompatibilidade e efeito decorativo, enquanto as propriedades de corpo se referem ao comportamento mecânico do material, suas propriedades elétricas e magnéticas e condutividade térmica.
Compare a microestrutura de um cobre fundido com a de um cobre trefilado.
Na microestrutura do cobre fundido os grãos são encontrados na axial, enquanto que na microestrutura de um cobre trefilado os grãos obtidos são alongados no sentido da trefilação em função da deformação a frio.
Do que depende a escolha de um determinado processo de fabricação?
Os processos de fabricação são determinados em função da matéria-prima a ser usada e o objetivo envolvido quanto as características que se tem para o produto final, dentro de suas limitações já que vai ser necessário avalia quais as propriedades mais
importantes a serem mantidas. 
Diferencie com suas palavras os tipos de materiais quanto às suas propriedades (físicas, químicas e mecânicas) típicas.
Propriedades físicas são as propriedades elétricas, magnéticas, térmicas e ótica; mecânicas são a resistência à tração, compressão, flexão, escoamento, fadiga, ductilidade, módulo de elasticidades e resistência ao desgaste; química é a resistência a corrosão.
Metais possuem boa condutividade elétrica, boa conformabilidade, absorção de vibrações e boa suscetibilidade a tratamento térmico.
Cerâmicos possuem boas propriedades óticas, isolamento térmico, alto ponto de fusão.
Polímeros são facilmente moldáveis em filmes finos, flexíveis e impermeáveis, possuem bom isolamento elétrico e resistência a umidade e boa resistência mecânica.
Compósitos possuem elevada relação resistência mecânica/peso, elevada dureza e boa resistência ao impacto, além de boa resistência à corrosão.
Por que utiliza-se uma alumina translúcida como invólucro de uma lâmpada de sódio?
Porque ela possui uma menor porosidade em relação à alumina convencional, o que lhe fornece transparência.
A partir de um material de sua escolha, dê duas aplicações para o mesmo e descreva as propriedades de interesse em cada aplicação.
Alumínio: utilizado para a fabricação de latas (bebidas e alimentos), suas principais propriedades são baixa densidade, resistência mecânica. O alumínio também pode ser utilizado na produção de barras de corrimão ou em ônibus como barras de apoio, devido a sua resistência mecânica e boa resistência a corrosão.
Quais são os critérios para a seleção de um material para determinada aplicação.
É necessário avaliar quais as condições que esse material será submetido e quais as propriedades requeridas para esta aplicação. É preciso levar em consideração também a disponibilidade de matéria prima, processo de fabricação, impacto ambiental e custo.
O que é compromisso entre as propriedades de um material?
O compromisso entre as propriedades de um material é estabelecido quando a relação entre duas ou mais propriedades do material adquirem as condições mínimas requeridas para a sua aplicação.
Como a questão ambiental está presente na seleção de um material para determinado emprego.
A avaliação do impacto ambiental é necessário para qualquer projeto de engenharia, levando em consideração o tempo de vida útil, potência de reciclagem e esgotamento de recursos.
Liste seis diferentes classificações de propriedades dos materiais que determinam sua aplicabilidade.
Opacidade, densidade, ductilidade, módulo de elasticidade, condutividade elétrica, conformabilidade, resistência à corrosão.
Explique o conceito de Nanotecnologia e o porque de seu potencial no desenvolvimento de materiais para a Engenharia.
O conceito de Nanotecnologia está associado a nano partículas, que trata-se de partículas muito pequenas, que possuem propriedades e aplicações que não é possível obter em partículas de tamanhos maiores. A Nanotecnologia é utilizada em muitas áreas atualmente como por exemplo em cosméticose na área de Engenharia em peças automotivas e eletrodeposição em metais, entre outras aplicações.
Liste 3 aplicações que, em sua opinião, necessitam que materiais apresentem alta tenacidade e baixa densidade.
Coletes de segurança, revestimento de aeronaves e quadro de bicicleta.
Liste materiais que têm aplicações baseadas em suas propriedades ópticas.
Alumínio, ouro, prata e cobre.
Cite três critérios que são importantes no processo de seleção de materiais.
Propriedades, conformabilidade e custo.
Defina materiais funcionais.
Materiais funcionais são característicos porque possuem propriedades que podem ser facilmente controladas por parâmetros externo e cumprem um grupo de funções, como por exemplo materiais magnéticos ou materiais condutores de energia elétrica.