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QUÍMICA DOS MATERIAIS
Aula 1 - Conceitos e a importância dos materiais 
na Engenharia
INTRODUÇÃO
Olhe a sua volta! Todos os objetos que nos cercam são compostos dos mais variados materiais. Cada um com uma 
característica que o faz ser aceitável para aquela função. Por exemplo, o material polimérico que se encontra na parte 
interior do freezer, deve suportar temperaturas muito baixas sem se tornar quebradiço e, de preferência, mantendo boa 
parte de suas características normais. 
O material que reveste a parte interna do fogão, por sua vez, não pode ser degradado a temperaturas altas. Isso faria com 
que ele descascasse ou pulverizasse na primeira vez que o fogão fosse aceso. 
Na verdade, o homem construiu o seu primeiro dispositivo quando pegou um pedaço de pedra e a lascou para que uma 
de suas pontas ficasse afiada. A pedra foi o material usado, e a pedra lascada era o dispositivo com a função de cortar 
algo. 
De lá para cá os dispositivos foram se tornando cada vez mais sofisticados e os materiais passaram a ter funções cada 
vez mais específicas. Hoje, podemos pensar em construir dispositivos cujos arranjos moleculares produzam respostas 
físicas e/ou químicas, quando submetidos a um determinado estímulo; esses seriam dispositivos moleculares. 
Na verdade, esses dispositivos já existem na natureza; a clorofila é um dispositivo molecular de conversão de energia e o 
DNA é um dispositivo molecular de armazenamento de informações. 
Nesta primeira aula vamos falar dos diversos tipos de materiais e das suas propriedades. 
OBJETIVOS
Analisar a importância do estudo dos diferentes tipos de materiais, suas aplicações e origens;
Compreender os comportamentos e propriedades dos materiais;
Reconhecer estruturas cristalinas. 
NOTAS
Para um bom aproveitamento do conteúdo exposto, faz-se necessário relembrar alguns conceitos gerais da Química:
A partir de agora, compreenderemos que a pesquisa por novos materiais é incessante, principalmente em resposta às 
necessidades da Revolução Industrial emergente, que requer conhecimentos químicos e técnicos sistematizados e 
organizados, objetivando a descoberta de materiais com desempenho cada vez melhor e custos cada vez menores, e que 
ao mesmo tempo satisfaça as demandas econômicas e técnicas. 
Fonte da Imagem:
A evolução, na forma como utilizamos os materiais, ao mesmo tempo em que nos traz benefícios, também nos traz 
questões como: será que as consequências geradas por esse desenvolvimento estão superando os malefícios 
sociais e a degradação da natureza como um todo? 
O desenvolvimento é preciso e é muito importante. Desenvolver novos materiais e técnicas é primordial, porém deve-se 
ter cuidado com a natureza para que o custo desse desenvolvimento não transforme as consequências do progresso em 
damos maiores que os benefícios gerados. 
DIVISÃO DOS MATERIAIS
Para entender os materiais é necessário conhecer suas propriedades e como eles se dividem. Nós temos as 
propriedades gerais e propriedades específicas.Com relação às propriedades gerais, podemos citar: 
Impenetrabilidade
Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo;
Divisibilidade
Desde que a matéria não sofra um fenômeno químico, ela pode ser dividida inúmeras vezes sem alterar suas características;
Compressibilidade
O volume ocupado por certa porção de substância na fase gasosa pode diminuir se ela for submetida à ação de forças externas;
Elasticidade
Se um material, na fase sólida, for tracionado ou comprimido pela ação de forças externas, sem que suas estruturas sejam 
rompidas, ele voltará a sua forma original assim que essa força deixar de agir;
Ductilidade
Propriedade que os materiais apresentam de suportar a maleabilidade a ponto de se deformar sem se romper.
Inércia
Os materiais tendem a se manter como estão, isto é, em repouso ou em movimento, até que uma força atue sabre eles modificando 
a situação original.
Fonte da Imagem:
Se alguém lhe pedisse para buscar uma pessoa que você não conhece no aeroporto, o que você lhe perguntaria? 
Provavelmente, gostaria de saber algumas características sobre determinada pessoa, tais como altura, cor da pele, cor 
dos olhos, a roupa que estará vestindo e assim por diante. Essas características são importantes para chegar até a 
pessoa. 
No entanto, é bem verdade que essas são características que podem se repetir. Por exemplo, muitas pessoas têm 1,60 m 
de altura, são morenas, têm os olhos castanhos e podem usar uma camiseta vermelha no mesmo dia. Esses são 
exemplos de características gerais, que não servem para identificar determinada pessoa sem a chance de erro. 
Por outro lado, quando se precisa de uma identificação mais precisa, existem algumas características que são 
específicas da pessoa, como a digital. Assim, cada material tem algumas características exclusivas que as diferem das 
outras, como:
Os materiais podem ser divididos em basicamente em: 
Naturais
Artificiais: ferrosos e não ferrosos
OS PONTOS COMUNS PARA O DESENVOLVIMENTO DOS MATERIAIS 
SÃO:
Técnico:
busca de desempenho de um componente;
Sustentabilidade:
busca da não agressão ao meio ambiente;
Cultural:
adequação do produto às características regionais, como modelo, forma etc.;
Econômico:
relação custo-benefício-eficiência;
Estratégico:
existência de reservas de minério \u2014 diferentes disponibilidades podem gerar composições diferentes para a obtenção de um 
mesmo produto. 
Os materiais sólidos são frequentemente classificados em 4 grupos principais: 
Os materiais são substâncias com propriedades que as tornam úteis na construção de máquinas, estruturas, dispositivos 
e produtos. Em outras palavras, os materiais da natureza, o homem utiliza para \u201cfazer coisas\u201d.
A imagem a seguir demostra a classificação dos materiais segundo os 4 grupos: 
MATERIAIS METÁLICOS
Fonte da Imagem: phiseksit / Shutterstock
São normalmente combinações de elementos metálicos. Eles apresentam um grande número de elétrons livres, isto é, 
elétrons que não estão presos a um único átomo. 
Muitas das suas propriedades são atribuídas a esses elétrons. Por exemplo, os metais são excelentes condutores de 
eletricidade e calor e não são transparentes à luz. A superfície dos metais, quando polida, reflete eficientemente a luz. 
Eles são resistentes, mas deformáveis. Por isso são muito utilizados em aplicações estruturais.
MATERIAIS CERÂMICOS
Fonte da Imagem:
São normalmente combinações de metais com elementos não metálicos. Os principais tipos são: óxidos, nitretos e 
carbonetos. A esse grupo de materiais também pertencem os argilo-minerais, o cimento e os vidros. 
Eles são tipicamente isolantes térmicos e elétricos. São também mais resistentes às altas temperaturas e a ambientes 
corrosivos que os metais e os polímeros. Eles são muito duros, porém frágeis (quebram sem deformações visíveis).
Historicamente, a argila foi o primeiro material inorgânico a adquirir propriedades novas a partir da intervenção do ser 
humano. Essa intervenção ocorreu após o processo de \u201cqueima\u201d (sinterização) que permitiu a obtenção de utensílios 
cerâmicos.
A cerâmica vermelha (telhas, tijolos e manilhas) e a cerâmica branca (azulejos, sanitários e porcelanas) são constituídas 
principalmente de silicatos hidratados de alumínio, tais como caulinita, haloisita, pirofilita e montmorilonita. O óxido de 
ferro é que confere a cor avermelhada de muitos produtos cerâmicos. 
Enquanto as cerâmicas tradicionais são obtidas a partir de matérias-primas naturais, tais como argilo-minerais e areia; as 
cerâmicas avançadas são feitas a partir de óxidos, nitretos, carbonetos e boretos de alta pureza, têm composição 
definida e o tamanho, a forma e a distribuição das partículas são controlados. 
Por outro lado, o mercado mundial de cerâmicas tradicionais é pelo menos uma ordem de