Materiais

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Introdução
• Perspectiva Histórica
Pedra ---> Bronze ---> Ferro --->Materiais Avançados 
• Que relação há entre Ciência dos Materiais e Engenharia
Processamento ---> Estrutura ---> Propriedades ---> Desempenho
• Classificação de materiais
Metais, cerâmicos, polímeros (compósitos, semicondutores, biomateriais, etc)
• Materiais Avançados
Materiais eletrônicos, materiais magnéticos, supercondutores, etc
• Utilização de materiais modernos e materiais do futuro
Materiais biodegradáveis, nanomateriais, materiais “inteligentes”
• Seleção de materiais
Novas Idéias Projeto Seleção de Materiais
Novos Materiais Materiais existentes
Manufatura
Aplicações finais
Engenharia de Materiais e as novas tecnologias
Estrutura Propriedades
Processamento
Observação
Otimização do
material
Metais
• Características
 Resistentes e deformáveis
 Boa ductilidade
 Alta condutividade elétrica e 
térmica
 Não transparente sob luz visível
 Superfície brilhante
Materiais metálicos são formados geralmente por combinações de
elementos metálicos.
Cerâmicas
• Características
 Alta resistência mecânica e baixa 
ductilidade
 Alta estabilidade química e térmica
 Bons isolantes térmico e elétrico
 Alta dureza e baixo coeficiente de 
expansão
Cerâmicas são formados por combinações de elementos metálicos
e não metálicos.
Polímeros
• Características
 Grande espectro de resistência e 
ductilidade
 Leveza
 Baixo isolamento térmico e elétrico
 Alta dureza e baixo coeficiente de 
expansão
Materiais poliméricos são formados por compostos orgânicos 
consistindo de longas cadeias moleculares.
Compósitos
• Os materiais compósitos são formados por mistura de 2 ou mais
materiais das classe apresentadas anteriormente e suas propriedades
são resultado dessa combinação
• Podem ser identificadas fisicamente pela interface que há entre eles.
Semicondutores
• Características
 Condutividade elétrica intermediária
 Propriedades elétricas são 
extremamente sensíveis à pureza 
química dos elementos
“wafer”de Si para chips 
de computador
Micro sistemas eletro-mecânicos 
(MEMS)
• Semicondutores elementares são o Si, Ge e Sn.
• Os compostos semicondutores são formados por elementos das 
colunas III e V ou II e VI
Propriedades dos Materiais
• Propriedades mecânicas
Resposta a um esforço mecânico: resistência, etc. 
• Propriedades elétricas e magnéticas
Resposta a um campo elétrico ou magnético: condutividade, etc.
• Propriedades térmicas
Relacionadas com a transmissão de calor e capacidade calorífica 
dos materiais.
• Propriedades ópticas
Dizem respeito à absorção, transmissão e deflexão da luz
• Estabilidade química
Relacionada com o ambiente de trabalho: resistência à corrosão
Seleção de Materiais
Propriedades X Custos
Diferentes materiais possuem diferentes estruturas cristalinas e, 
conseqüentemente, propriedades finais diferentes.
Como decidir qual material deve ser utilizado para determinada 
aplicação?
Composição, o tipo de ligação química, a estrutura cristalina e a 
microestrutura definem as propriedades do material.