engenharia dos materiais

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Universidade potiguar 
VINICIUS EMANOEL DE QUEIROZ MOURA 
ciências e engenharia dos materiais 
NATAL
2018
VINICIUS EMANOEL DE QUEIROZ MOURA
Resumo de ciências e engenharia dos materiais 
Trabalho apresentado para um a professora da UNP- Universidade potiguar 
NATAL
2018
RESUMO DO PRIMEIRO CAPITULO 
Perspectiva Historica: Os materiais estão provalvelmente mais estranhados na nossa cutura do que a maioria de nós imagina . tranportes vesteriaios e etc..diariamente cada seguimento de nossas vidas são influenciados pelos materiais. Os primeiros seres humanos tiveram acesso a apenas um número limitadado de materiais, aqueles que ocorrem naturalmente pedra, madeira e muito mais. Com o tempo descobriam técnicas para a produção de materiais que tinham propriedades superiores as dos produtos naturais. Alem disso,foi descoberto que as propriedades de um material poderiam ser alterados por tratamento termico e pela adição de outras substâncias. Recentemente os cientistista comprendiram as relaçoes entre elementos estruturais dos materiais e as suas propriedade.Este conhecimento deu a condição de molda, em grande parte,as caracteristica relativa dos materiais. Desta forma varios materiais diferentes foram desenvolvido com caracteristicas especificas que atendem as nessecidade moderna.Um avanço na compreenção de um tipo de material é frequeentemente o precursor da progressão de tecnologia. 
 Ciência e engenharia dos materiais: Em contraste,a engenharia de materiais consiste, com base nesta correlações estrutura-propriedade, no projeto ou engenharias da estrutura de um material para produzir um conjunto predeterminado de propriedade. A estrutura de um material está geralmente relacionado ao arranjo de seus componetes internos.A estrutura subatômica envolve elétrons no interior dos átomos individuais e as interações com seus núcleos. No nível atômico, a estrutura engloba a organização dos atomos por moleculas em relação ao os outros. O proximo universo estrutural de maior dimenção é chamado de “microscópio” e os elementos q pode ser visto a olho nu são chamdos de macroscopio.Virtualmente, todas as propriedades importantes dos materiais solidos podem ser agrupado em seis categoriais diferentes;mecânica, elétrica, térmica,magnética,ótica e deteriorativa.Para cada um existe um tipo caracteristico de estimulo podendo provoca diferentes resposta, o mecanico relacionam a deformação com uma carga ou força aplicada, as elétricas, como a condutividade eletrica e a constante dielétrica, o estímulo é um campo eletrico, Ja o comportamento termico de solidos pode ser representdos em termos da capacidade calorífica e da condutividade térmica, as propriedades magnéticas demostra a resposta de um material á aplicação de um campo magnético, para as óticas, o estimulo é a radiação eletromagnética ou a luminosa, e por ultimo as deteriorativas indicam a relatividade quimicas dos materiais. Além da estrutura e propridades,dois outroas componentes importantes estão envolvido na ciências e na engenharia dos materiais, que são “processamento” e “desempenho”.Com respeito ás relações deste quatro componentes, a estrutura de um material irá sepender da maneira com ele é processado.Alem disso, o desempenho de um material será uma função das suas propriedades .
Por que estudar ciência e engenharia dos materiais?: Estuda ciências e engenharia dos materiais para que possa escolher o melhor material para utilizar para fazer o projeto com o melhor matreial possivel, estudan assim o processamento de cada material a estrutura a propriedades e o desempenho do material a qual pode servir ou não para fazer o tal projeto, assim fazendo o projeto com o material ideal.
Classificação dos materiais: Os materiais sólidos têm sido covinientemente agrupados em três classificações básicas:metais, cêramicos e polímeros.Esse esquema está baseado principalmente na composição química e na estrutura atômica, e a maioria dos materiais se encaixa em um ou outro grupamento distino, embora existam alguns materiais intermedíarios. Adicionamento, existem três outros grupos de materiais importantes na engenharia, que são compósitos, semicondução e biomateriais.Os compósitos consistem em combinações de dois ou mais materiais diferentes, enquanto os semicondutores, são utilizados devido as suas caracteristica elétricas peculiares;os biomateriais são implatos no interior do corpo humano.
Metais:Materiais metálicos são normalmente combinaçoes de elementos metálicos.Eles possuem grande quantidades de elétrons, são bons condutures de eletricidade e calor não são transparente.
Cerâmicos:Os cerâmicos são composto entre os elementos metálicos e não metalicos; eles são frequentemente óxido, nitretos e carbetos. São tipicamente isolantes á passagem de eletricidade e calor, e são mais resitentente a altas temperatura e ambientes abrasivos do que os metais e polimeros 
Polímeros: Muitos deles são composto orgânicos que têm sua química baseada no carbano, no hidrogênio e em outras elementos não metálicos, possuir estruturas moleculares muito grande, são tipicamente baixa e podem ser extremamente flexíveis
Compósitos:Varios materiais compósitos, que consitem mais de um tipo de material. Um compósio é projetado para mostra uma combinação das melhores característica de cada um dos materiais que compõe.
Semicondutores: Os semicondutores possuem propriedades elétricas que são intermerdíarias entre aqueles q apresentados pelos condutores elétricos e pelos isolantes.Além disso,as caracteristicas elétricas deste material são extremamente sensíveis á presença de minúsculas concentrações de átomos de impurezas concentrações que podem ser controladas ao longo de regiões espaciais muitos pequenas.
Biomateriais:Os biomateriais são empregados em componentes implantados no inferior do corpo humano para a substuição se partes do corpo humano para a substuituição de partes do corpo doentes ou danificadas.
1.5;Materiais avançados: Os matiriais utilizados em aplicacões de alta tecnoligia (ou hightech) são algumas vezes chamados de materias avançados. Para alta tecnologia queremos dizer um dispositivo ou produto que opera ou funciona utilizando princípios relativamente intricados e sufisticados; são exemplos os equipamento eletrõnico. Estes materias avançados são epicamente materiais tradicionais cujas propriedades foram primoradas, ou materias com alto disempenho recentimente desenvolvidos. Ele pode ser de varios tipos de materiais. 
1.6 Necessidade dos materiais moderno: A energia nuclear guarda algumas promessa, porém as soluções de muitos problemas que ainda persistem irão necessariamente envolver materiais ,dos combuistíveis às estruturas de contenção ate as instalações para disposição dos rejeitos radiotivos.Novos materiais estruturais de alta resistência e baixa densidade ainda precisam ser desenvolvidos, assim como materiais com recursos para trabalha em temperaturas mais elevadas, para o uso em componente de motores.Alem disso, existe uma necessidade reconhecidade encontra fontes de enegia novas e econômicas, alem de usar as fontes de energia atuais de maneira mais eficientes.Ademais, a qualidade do meio ambiente depende da nossa habilidade de controla a poluição do ar e da água. As técnicas de controle da poluição empregam varios materiais. Adicionalmente, o processamento de materiais e os métodos de refinamento precisam ser aprimorados para que produzam menor degradação ao meio ambiente. Os papeis dos cientista e engenheiros de materiais desempenham em relação a estas, bem como a outras questões ambientais.
Segundo capitulos, Estrutura atômica interatomica 
2.1 Introdução,Algumas das propriedades imporantes dos materiais sólidos dependem dos arranjos geométricos dos átomos e também das interações que eixtem entre o atomo ou moléculas consistentes
2.2 Conceitosfundamentais:Cada átomo consiste em um núcleo muito pequeno composto por prótons e nêutros, que é circundado por eléletrons em movimento. Tanto os elétrons como os prótons são eletricamente carregados, com magnitude de carga de ordem 1,6X10elevado-19 .Cada elemento quìmico é caracterirzado pelo numero de prótons no seu nucleo, ou seu numero atomico.A massa atomica de um átomo espefico pode ser expressa como a soma das massas de prótons e nêutros no interior do nucleo .isótopos , elementos que possuem duas ou mais massas átomicas diferentes . Peso atômico de um elemento corrreponde a média ponderada das massas atômicas dos isótopos que ocorrem naturalmente.A unidade de massa atômica pode ser usada para cálculls do peso atomico
2.3 Elétrons nos átomos:Modelo atômico de Bohr simplificando, no qual assume-se que eletrons orbitam ao redor do núcleo atômico em orbitais distintos,onde a posição de qualquer elétron em particular é mais ou menos berm definido em termos orbital. Um outro inportante principio quêntico-mecânico estipula que as energias dos elétrons são quantizadas; isto é, aos elétrons permite-se apenas que possuam valores de energia específicos. A energia de um elétro pode mudar, mas , ao fazê-lo, ele deve efetuar um salto quântico para uma energia permitida mais elevada( com abisorção de energia) ou para uma energia permitida mais baixa ( com absorção de energia).com frequência é conveniencia pensar nestas energia eletrônicas permitidas como estado associadas com niveis ou estados energeticos. Assim, o modelo de bohr representa uma tentativa precoce de descrever os elétrons nos átomos em termos tanto da posição, como nivel de energia por fim, este modelo de bohr foi considerado significativamente limitado devido á sua incapacidade de explicar vários fenômenos envolvido os elétrons. Foi obtido uma solução com um modelo mêcanico-andulatório, com esse modelo, um elétron não é mais tratado como de uma partícula que se move em um orbital distinto. Em outras palavras, a posição é descrita por uma distrubuição de prababilidade ou uma nuvem eletrônica. Cada elétron em um atomo é caracterizado por quatro parâmetro chamado números quânticos, as camadas são espesificada pornúmeros quânticos peincipal pode assumir numeros inteiros a partir da unidade;algumas vezes essas camadas são designadas pelas letras K,L,M,N,O, E assim por diante que corespondem a 1,2,3,4,5.Configurações eletrônicas:para determina a maneira pela qual estes estados são preenchidos com életrons, nos usamos o princípio da exclusão de pauli.Quando todos os elétrons ocupam as menores energias possveis´de acordo com as restrições anteriores, diz-se que o átomo esta em seu estado fundamental.configuração eletronica ou estrutural de um atomo representa maneira segundo a qual estes orbitais são oculpados. Elétrons de valência são aquele que ocupam a camada preenchida mais externa.
2.4 A tabala períodica: todos os elementos foram classificados na tabella periodicade acordo com a sua configuração eletronica. Eletropositivos são elementos sub classificados de metais.Eletronegativos são elementos doo lado direito da tabela periodica , aqueles aceitam eletrons
2.5 Força e energias de ligação: A origem de uma força atrativa depende do tipo espesifico de ligação que existe entre dois atomos. Então existe estado de equilibtio pelo fato da soma das força da igual a 0. Três tipo de diferentes ligações primárias que são iônicas colcalente e metalica
2.6 ligações interatômicas primárias.As forças de ligações atrativas são de coulomb;isto é, íons positivos e negativos devido ás suas cargas elétricas liquidas. Na ligação covalente as configurações eletrônicas estáveis são adquiridas pelo comártilhamento de eletrons entre atomos adjacentes. Ligações metálicas, foi um proposto relativamente simples que muito se aproxima de esquema de ligação os materias podem possuir no maximo 3 elétrons na camda de valência 
2.7 ligações secundarias ou ligações de Van Der Waals. A ligação de hidrogenio é um tipo de lligaçao secundaria,existe entre algumas moleculas que possuem hidrogenio como um de seus constituintes 
 Um dipolo pode ser criado ou induzidoem um atomo ou molécula que seja normalmente simétrico;isto é a distribuição espacial global dos eletrons
2.8 Moleculas :Moleculas é um grupo de átomos que estão ligado entre si por meio de fortees ligações primarias.
Capitulo 3
A estrutura dos solidos cristalinos 
3.2 conceitos fundamentais critalinos. Cristalino é um material aquele que no qual os átomo estão situados em arranjos que se repete ou que é periódico ao longo de grandes distancias atômica. Algumas estrutura dependem da estrutura cristalina do matrial, ou seja da maneira segundo a qual os átomos, íons ou moléculas estão arranjados espeacialmente
3.3 celululas unitarias. Celulas unitárias são estruturas em pequenas entidades que se repelem. Cubica de faces centradas são estruturas cristalinas encontrrrdas em muitos metais possui uma célula untária com geometria cúbica, com os átomos localizados em cada um dos vértices e nos centros de todas as faces do cubo
3.4 estrutura cristalinas dos metais. Ligaçoes atõmicas neste grupo de materiais é metalico, de tal modo que sua natureza é não direcional consequentemente.duas outras caracteristicas importantes de uma estrutura cristalina são o numero de coordenaçao e o fatoe de empacotamento atômico. Cubica de corpo centrado é possui celula unitaria cubica com atomo localizado no centro do cubo.xagonal compcta celula unítaria com formato xagonal compacta
3.5 calculos de densidadas . Um conhecimento da estrutura cristalina de um solido metalico permite o cálculo da sua densidade verdadeira p, que é obida atravez de relação
 P= n.A
 Vc.Na
3,6 polimorfismo e Alotropia. Polimorfismo sãp não metais que podem ter mais de um estrutura cristalina. Alotropia qualdo tem mais de um estrutura cristalina solida
3.7 Sistema cristalinos: parametro de rede e sistema cristalino Os materiais sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade na qual os átomos ou íons se dispoem em relação à seus vizinhos. • Material cristalino é aquele no qual os átomos encontram-se ordenados sobre longas distâncias atômicas formando uma estrutura tridimensional chamada rede cristalina • Todos os metais, muitas cerâmicas e alguns polímeros formam estruturas cristalinas sob condições normais de solidificação 4 ARRANJO ATÔMICO • Nos materiais não-cristalinos ou amorfos não existe ordem de longo alcance na disposição dos átomos • As propriedades dos materiais sólidos cristalinos depende da estrutura cristalina, ou seja, da maneira na qual os átomos, moléculas ou íons estão arranjados no espaço. • Há um número grande de diferentes estruturas cristalinas, desde estruturas simples exibidas pelos metais até estruturas mais complexas exibidas pelos cerâmicos e polímeros 5 As propriedades da célula unitária, muitas vezes, define as propriedades do cristal inteiro. Ex: densidade, estequiometria, morfologia do cristal. CÉLULA UNITÁRIA (unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional) • Consiste em um pequeno grupos de átomos que formam um padrão repetitivo ao longo da estrutura tridimensional. • As células unitárias para a maioria das estruturas cristalinas são paralelepípedos ou prismas que possuem três conjuntos de faces paralelas. • A célula unitária é escolhida para representar a simetria de cada estrutura cristalina.