Aula 02 Capítulo+1+-+Classificação+dos+Materiais+-+Classificação+Tradicional

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Ciência dos Materiais
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Classificação dos Materiais
Classificação Tradicional
Metálicos
� São formados pela ligação metálica entre átomos que se agrupam em 
estruturas cristalinas, possuem um número grande de elétrons não 
localizados; isto é não estão ligados a qualquer átomo em particular (ligação 
metálica é não direcional). 
� Apresentam microestrutura cristalina.
� Muitas propriedades dos materiais são atribuídas diretamente a estes elétrons.
� Resistentes (suportam tensões elevadas antes de romper);
� Dúcteis (alta plasticidade: deformam antes de romper);
� Rígidos (alto módulo de elasticidade);
� Tenazes (resistentes a trincas);
� Temperáveis (quando apresentam mais de uma fase alotrópica);
� Ativos quimicamente;
� Bons condutores de corrente elétrica e de calor.
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Cerâmicos
� Materiais cerâmicos são geralmente uma combinação de elementos 
metálicos e não-metálicos. Formam óxidos (Al2O3), nitretos (SiN4) e 
carbetos (SiC).
� Geralmente a ligação predominante é a iônica.
� A microestrutura pode ser cristalina (complexa) ou amorfa.
� Geralmente são isolantes de calor e eletricidade.
� São mais resistentes às altas temperaturas (devido ao elevado P.F.) e à 
ambientes severos que os metais e os polímeros. (Alta estabilidade 
térmica e química).
� Apresentam baixo coeficiente de expansão térmica.
� Com relação às propriedades mecânicas as cerâmicas são 
duras, porém frágeis (alta resistência mecânica e baixa ductibilidade).
� Em geral são leves.
Polímeros
� Polímeros são materiais compostos por macromoléculas orgânicas. 
� A maioria dos polímeros é sintética;
� Polímero mais abundante é natural: celulose;
� Materiais altamente moldáveis;
� Baixa densidade;
� Pouco rígidos;
� Baixa temperatura de fusão ou de decomposição;
� Maus condutores de calor;
� Bons isolantes elétricos;
� Vioscoelásticos e dúcteis acima da temperatura de transição vítrea 
(frágeis abaixo de Tv);
� Boa resistência química.
Temperatura de transição vítrea: 
Aquela temperatura em que, 
mediante um resfriamento, uma 
cerâmica ou um polímero não-
cristalino se transforma de um 
líquido super-resfriado em um 
vidro rígido.
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Polímeros
Comportamento frente a temperatura
Termoplásticos
• Materiais que podem ser amolecidos sob 
ação de calor, deformam-se sob ação de 
tensões e após o resfriamento recuperam a 
natureza sólida. O processo pode ser 
repetido.
• De aplicações mais simples: Ex.: 
PE, PP, PVC.
• De engenharia: São aqueles que possuem 
propriedades melhores e tem aplicações 
técnicas. Ex.: PC, PTFE, PA, etc.
• De uso especial: São aqueles feitos em 
quantidades menores com propriedades 
especiais. Ex.: polisulfona, poli (éter-éter-
cetona), poliamida.
Termofixos
• Materiais que não podem ser amolecidos 
sob ação de calor.
• Exemplos: Silicones, poliuretano, epóxi
Abreviações:
PE – Polietileno
PP – Polipropileno
PVC – Poli(cloreto de vinila)
PC – Policarbonato
PTFE – Poli(tetraflúoretileno) (teflón)
PA – Poliamida (PA 6,6 – Nylon 6,6)
PSF – Polisulfona
PUR - Poliuretano
Polímeros
Comportamento Mecânico
Borrachas ou Elastômeros
• Naturais ou sintéticas.
• Exibem elasticidade em longas faixas 
de deformação na temperatura 
ambiente após o processo de 
vulcanização.
• Cadeias com ligações cruzadas, 
semelhantes às dos termofixos, porém 
em menor densidade de reticulação.
Plásticos
• Não apresentam propriedade de 
elasticidade. Ao serem 
alongados, essa deformação é quase 
totalmente permanente. 
Predominância da região 
plástica, região elástica é pequena.
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Configuração Física
Tipos de Cadeias Poliméricas
Linear
• As cadeias são unidas por forças 
secundárias.
• A plasticidade aumenta com o 
aumento da temperatura.
• São termoplásticos
• Exemplo: Poli(cloreto de 
vinila), Polipropileno, Poliestireno .
Ramificada
• São formadas por cadeias lineares 
com ligações perpendiculares ao 
corpo do monômero.
• As ramificações aumentam o 
entrelaçamento de cadeias.
• Exemplo: Polietileno de baixa 
densidade - PEBD.
Configuração Física
Tipos de Cadeias Poliméricas
Ligações cruzadas
• Polímero com alta densidade de 
ligações cruzadas: Termofixos.
• Exemplo: Uréia – formaldeído.
• Polímero com baixa densidade de 
ligações cruzadas: Elastômeros.
• Exemplo: Polibutadieno vulcanizado 
(borracha).
Reticulada
• Possuem 3 ligações covalentes ativas 
formando redes tridimensionais.
• Exemplos: Polímeros termofixos 
(Baquelite, resina epóxi, etc.).
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Cristalinidade de Polímeros
� Diferentes dos metais e cerâmicos, apresenta um empacotamento de 
cadeias moleculares.
� Em geral são parcialmente cristalinos
– Parte cristalina - com ordem.
– Parte amorfa - sem ordem.
� O grau de cristalinidade depende da taxa de resfriamento durante a 
solidificação e da configuração da cadeia.
� Quanto mais simples a cadeia maior a cristalinidade.
� Maior a cristalinidade maior será a densidade, a resistência 
mecânica, a resistência ao calor (amolecimento) e a resistência à 
degradação.