Resumo Ciência dos Materiais (Capítulos 12, 13, 14, 15 e 16)

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Resumo – Capítulo 12 
Estruturas cristalinas 
Duas características dos íons componentes em materiais cerâmicos cristalinos influenciam a estrutura do cristal: 
a magnitude da carga elétrica em cada um dos íons componentes e os tamanhos relativos dos cátions e dos 
ânions. 
Uma vez que os elementos metálicos cedem elétrons quando ionizados, os cátions são, normalmente, menores 
que os ânions e, como consequência, a razão Rc/Ra é menor que a unidade. 
O número de coordenação está relacionado à razão entre os raios do cátion e do ânion. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cerâmicas à base de silicatos 
Sílica: forma uma rede tridimensional que é gerada quando os átomos de oxigênio localizados nos vértices de 
cada tetraedro são compartilhados por tetraedros adjacentes. 
Vidros à base de sílica: a sílica também pode existir como um sólido ou vidro não cristalino com elevado grau de 
aleatoriedade atômica, que é característico dos líquidos, tal material é chamado de sílica fundida ou sílica vítrea. 
Os silicatos: um, dois ou três átomos de oxigênio nos vértices dos tetraedros, são compartilhados com outros 
tetraedros para formar algumas estruturas bastante complexas. 
Imperfeições nas cerâmicas 
Defeito de Frenkel: envolve um par composto por uma lacuna catiônica e um cátion intersticial. 
Defeito de Schottky: um par composto por uma lacuna catiônica e uma lacuna aniônica. 
Comportamento tensão-deformação 
Resistência à flexão: a tensão no momento da fratura quando se emprega o ensaio de flexão. 
Comportamento elástico: 
 
Resumo – Capitulo 13 
Vidrocerâmicas 
Cristalização: vidros inorgânicos são transformados de um estado não cristalino em um estado cristalino por 
meio de um tratamento térmico apropriado conduzido a altas temperaturas. O produto da cristalização é um 
vidrocerâmica. 
Refratários 
As propriedades características das cerâmicas refratárias incluem a capacidade de resistir a temperaturas 
elevadas sem fundir ou se decompor, e sua capacidade em permanecer não reativos e inertes quando expostos 
a ambientes severos. 
Refratários de argila: são argilas refratárias de alta pureza, que são misturas de alumina e sílica contendo 
geralmente entre 25%p e 45%p de alumina. 
Refratários à base de sílica: capacidade de suportar cargas em temperatura elevadas, são usados comumente 
nos tetos em arco dos fornos para a fabricação de aços e vidros. 
Refratários básicos: são especialmente resistentes ao ataque por escórias contendo concentrações elevadas de 
MgO E CaO. 
Cerâmicas avançadas 
Sistemas microeletromecânicos: são sistemas inteligentes em miniatura, e consistem em um grande número de 
dispositivos mecânicos integrados a grandes quantidades de elementos elétricos em um substrato de silício. 
Fibras ópticas: um material novo e avançado que é um componente crítico em nossos modernos sistemas de 
comunicação ópticos. 
Rolamentos de esferas cerâmicas: consiste em esferas e pistas que estão em contato entre si e que se atritam 
quando em uso. 
Fabricação e processamento dos vidros e das vidrocerâmicas 
Recozimento: quando um material cerâmico é resfriado desde uma temperatura elevada, tensões internas 
podem ser introduzidas como resultado da diferença na taxa de resfriamento e na contração térmica entre as 
regiões na superfície e no interior. 
Têmpera do vidro: a resistência de uma peça de vidro pode ser melhorada pela indução intencional de tensões 
residuais compressivas na superfície da peça. 
Resumo – Capitulo 14 
A química das moléculas dos polímeros 
Homopolímero: quando todas as unidades repetidas ao longo de uma cadeia são do mesmo tipo. 
Copolímero: duas ou mais unidades repetidas diferentes. 
Bifuncional: apresenta uma ligação ativa que pode reagir para formar duas ligações covalente com outros 
monômeros, formando uma estrutura molecular bidimensional em forma de cadeia. 
Funcionalidade: é o número de ligações que um dado monômero pode formar. 
Trifuncional: têm três ligações ativas, a partir das quais resulta uma estrutura molecular tridimensional, em rede. 
Massa molar 
Grau de polimerização: é uma forma de expressar o tamanho médio da cadeia de um polímero. (Mn = massa 
molar numérica média; m = massa molar da unidade repetida) 
 
Estrutura Molecular 
Polímeros lineares: são aquelas nos quais as unidades repetidas estão unidas entre si extremidade a 
extremidade em cadeias únicas. 
Polímeros ramificados: polímeros nos quais cadeia de ramificações laterais estão ligadas às cadeias principais. 
Polímeros com ligações cruzadas: cadeias lineares adjacentes estão unidas umas às outras em várias posições 
por meio de ligações covalentes. 
Polímeros em rede: monômeros multifuncionais com três ou mais ligações covalentes ativas formam redes 
tridimensionais. 
Configurações moleculares 
Estereoisomerismo representa a situação na qual os átomos estão ligados uns aos outros em mesma ordem, 
mas diferem em seus arranjos especiais. 
Configuração isotática: todos os grupos R estão localizados em um mesmo lado da cadeia. 
 
Configuração sindiotática: os grupos R encontram-se em lados alternados da cadeia. 
 
Configuração atática: posicionamento aleatório. 
 
Polímeros termoplásticos e termofixos 
Polímeros termoplásticos: amolecem quando são aquecidos, e endurecem quando são resfriados. 
Polímeros termofixos: são polímeros em rede, eles tornam-se permanentemente rígidos durante sua formação e 
não amolecem sob aquecimento. 
Copolímeros 
Copolímero aleatório: 
 
Copolímero alternado: 
 
Copolímero em bloco: 
 
Copolímero enxertado: 
 
Cristalinidade dos polímeros 
Cristalinidade dos polímeros é a compactação de cadeias moleculares para produzir um arranjo atômico 
ordenado. (Pc = massa especifica do polímero perfeitamente cristalino; Pa = massa especifica do polímero 
totalmente amorfo; Pe = massa especifica de uma amostra par a qual a porcentagem de cristalinidade deve ser 
determinada) 
 
Cristais poliméricos 
Foi proposto que um polímero semicristalino consiste em pequenas regiões cristalinas, cada uma delas com um 
alinhamento preciso, as quais estão entremeadas por regiões amorfas compostas por moléculas com orientação 
aleatória. 
As cadeias moleculares dentro de cada plaqueta dobram-se para a frente e para trás sobre elas próprias, com 
as dobras ocorrendo nas faces; essa estrutura, denominada apropriadamente modelo da cadeia dobrada. 
Muitos polímeros volumosos que são cristalizados a partir de uma massa fundida são semicristalinos e formam 
uma estrutura denominada esferulita. 
Resumo - Capitulo 15 
Comportamento tensão-deformação 
Os elastômeros têm uma elasticidade que possui grandes deformações recuperáveis e produzidas sob baixos 
níveis de tensão. 
Fratura de polímeros 
Pontes fibrilares formam-se entre esses microvazios, onde as cadeias moleculares ficam orientadas. 
Características mecânicas diversas 
Resistência ao impacto, fadiga e resistência ao rasgamento e dureza. 
Deformação de polímeros semicristalinos 
Mecanismo de deformação elástica: resulta do alongamento das moléculas das cadeias nas regiões amorfas, 
na direção da tensão aplicada. 
Mecanismo de deformação plástica: as cadeias adjacentes nas lamelas deslizam umas em relação às outras, 
isso resulta em uma inclinação das lamelas, tal que as dobras das cadeias ficam mais alinhadas com o eixo de 
tração. 
Deformação de elastômeros 
O processo de formação de ligações cruzadas nos elastômeros é chamado de vulcanização, e é realizado por 
meio de uma reação química irreversível, conduzida normalmente em uma temperatura elevada. 
Plásticos 
Os plásticos são materiais com alguma rigidez estruturalsob carga e são empregados em aplicações de uso 
geral. Polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliestireno e os fluorocarbonos, epóxis, fenólicos e 
poliésteres podem ser classificados como plásticos. 
Fibras 
Os polímeros para fibras são capazes de ser estirados na forma de longos filamentos com uma razão entre o 
comprimento e o diâmetro de pelo menos 100:1. 
Polimerização 
Polimerização por adição: é um processo pelo qual as unidades monoméricas são ligadas, uma de cada vez, na 
forma de uma cadeia, para compor uma macromolécula linear. 
Polimerização por condensação: consiste na formação de polímeros por reações químicas intermoleculares que 
ocorrem em etapas, e que podem envolver mais que uma espécie de monômero. 
Técnicas de conformação para plásticos 
Moldagem por compressão e por transferência: 
 
 
 
Moldagem por injeção: 
 
Extrusão: 
 
Fabricação de fibras e filmes 
Fibras: o processo pelo qual as fibras são conformadas a partir de um material polimérico bruto é denominado 
fiação, na maioria das vezes, as fibras são fiadas a partir do estado fundido, em um processo chamado de 
fiação a partir do fundido. 
Filmes: muitos filmes são simplesmente extrudados através de um fino rasgo em uma matriz, isso pode ser 
seguido por uma operação de laminação ou de estiramento, que serve para reduzir a espessura e melhorar a 
resistência. 
Resumo – Capitulo 16 
Introdução 
Princípio de ação combinada: melhores combinações de propriedades são criadas por uma combinação 
judiciosa de dois ou mais materiais distintos. 
Muitos materiais compósitos são constituídos por apenas duas fases, matriz e fase dispersa.