1. Introdução

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CIÊNCIA DOS MATERIAIS
1º Semestre
Bibliografia
• William D. Callister Jr., Introdução à Ciência e 
Engenharia de Materiais, Ed. LTC.
• Chiaverini V., Tecnologia Mecânica, Vol. I e III • Chiaverini V., Tecnologia Mecânica, Vol. I e III 
Ed. McGraw – Hill S.P
• Van Vlack L.H., Princípios de Ciência dos 
Materiais, Ed. Edgard Blücher, S.P.
Ciência dos materiais faz parte do conhecimento 
básico para todas as engenharias
Introdução
As propriedades dos materiais definem:
o DESEMPENHO de um determinado componente e o 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO do mesmo
ESTRUTURA
A Ciência dos Materiais Ciência dos Materiais investiga as relações 
entre a composição/estrutura e as propriedades 
dos materiais.
ESTRUTURA
PROPRIEDADE PROCESSAMENTO
Classificação
A classificação tradicional dos materiais é geralmente 
baseada na estrutura atômica e química destes.
• Metais
• Cerâmicas Classificação tradicional• Cerâmicas
• Polímeros
• Compósitos / nanocompósitos
• Semicondutores
• Biomateriais (Materiais Biocompatíveis)
Classificação tradicional
Metais
• Materiais metálicos são geralmente uma combinação
de elementos metálicos.
• As ligações químicas dos metais são conhecidas como
ligações metálicas
• Os elétrons não estão ligados a nenhum átomo em• Os elétrons não estão ligados a nenhum átomo em
particular e por isso são bons condutores de calor e 
eletricidade (formam nuvem de elétrons).
• Geralmente são resistentes e deformáveis
• São muito utilizados em aplicações estruturais
Cerâmicas
•Materiais cerâmicos são geralmente uma combinação
de elementos metálicos e não-metálicos.
• As cerâmicas apresentam ligações químicas do tipo
iônicas e/ou covalentes
• Geralmente são óxidos, nitretos e carbetos
• São geralmente isolantes de calor e eletricidade
• São mais resistêntes à altas temperaturas e à ambientes
severos que metais e polímeros
• Com relação às propriedades mecânicas as cerâmicas
são duras, porém frágeis
Polímeros
•Materiais poliméricos são geralmente compostos
orgânicos baseados em carbono, hidrogênio e outros
elementos não-metálicos.
• As ligações químicas características dos polímeros são
ligações covalentes
• Suas moléculas apresentam tamanhos muito elevados• Suas moléculas apresentam tamanhos muito elevados
(macromoléculas)
• Tipicamente, esses materiais apresentam baixa
densidade e podem ser extremamente flexíveis
•Materiais poliméricos incluem plásticos (termoplásticos
e termofixos) e borrachas
Material Ligação Química Comportamento dos e- Representação
Metal Metálica Nuvem de e
-
e- livres
Cerâmica Misto Iônica/Covalente
Metal cede e-
Não Metal recebe e- Na+ Cl-
Polímeros Covalente
Compartilhamento 
de e- entre átomos 
adjacentes
Compósitos
•Materiais compósitos são constituídos por mais de um 
tipo de material insolúveis entre si.
• Os compósitos são “desenhados” para apresentarem a 
combinação das melhores características de cada
material constituinte.
• Um exemplo clássico é o compósito de matriz polimérica
com fibra de vidro. O material compósito apresenta a 
resistência da fibra de vidro associada à flexibilidade do 
polímero.