resumão cemat

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Classe dos Materiais (1)
METAIS- são resistentes, dúcteis ,bons condutores de corrente elétrica e de calor. Aumento da temperatura leva a uma diminuição da resistência metálica.
CERAMICAS -alto ponto de fusão e estabilidade térmica (refratários),são isolantes térmicos e elétricos , são frágeis (rompem sem deformar), podem ser transparentes.
POLÍMEROS (“plásticos”)- são materiais altamente moldáveis, com baixa densidade, isolantes,menos resistentes do que os metais e as cerâmicas
COMPÓSITOS- é combinação de duas ou mais classes de materiais (metais, cerâmicas e polímeros), tem alta resistência específica
SEMICONDUTORES- são muito utilizados na eletrônica, condutividade depende da dopagem podem emitir luz, não tem aplicação estrutural.
Ligações Químicas
Ionica- Quando ocorre ligações entre íons positivos(cátions) e negativos (ânions). A transferência de elétrons é definitiva. Esta ligação envolve forças eletrostáticas que atraem íons de cargas opostas. Não é direcional, a força de atração é a mesma em todas as direções, alta energia de ligação. Classe: CERAMICA
Espaçamento Interatomico- A distancia de equilíbrio, quando consegue balancear a força de atração e a força de repulsão, isso acontece quando o somatório das forças é zero, com isso a energia é minimizada.
Força e energia de ligação- E nergia de ligação é a energia necessária para que os átomos se liguem, esta diretamente relacionado com o ponto de fusão do material.
↓pto de fusão= ↓energia de ligação= ↓ força de atração
Covalente- Gerada pelo compartilhamento de pelo menos um par de elétrons de valência entre dois átomos. É direcional e forma ângulos bem definidos, alta energia de ligação. É um tipo de ligação intramolecular. Classe: SEMICONDUTORES/CERAMICA
Metalica- Ocorre entre um átomo (metal) e uma nuvem de elétrons, alta energia de ligação classe: METAIS
Ligação Secundaria/ de Waals- Ligação sem troca e compartilhamento de elétrons, ligação de baixa energia, a ligação é gerada por pequenas assimetrias na distribuição de cargas que criam dipolos(força entre cargas parcial/separadas). É um tipo de ligação intermolecular. classe: POLIMEROS
Banda de Energia
Transiçoes entre níveis só ocorrem se o elétron receber a energia necessária que o separa de um nível mais alto.
Banda de condução- A primeira banda parcialmente preenchida ou vazia. Nela os elétrons estão livres para se moverquando recebem qualquer valor de energia.
Banda de Valencia- é a ultima banda preenchida. Nela os elétrons tem movimento restrito.
A separação (GAP) entre as BV E BC determina a propriedade elétrica do material
Condutores- os elétrons passam facilmente da banda de valência para a de condução e, portanto estão essencialmente livres (a corrente flui)
Semicondutores- Apresentam gap de energia moderado, devido a dopagem poucos elétrons conseguem saltar para a banda de condução( corrente pouco flui).
Isolantes- Apresentam grande gap de energia entre as bandas , os elétrons não conseguem saltar, logo corrente não flui, para saltar os elétrons precisam ganhar grande quantidade de energia.
Estrutura cristalina (2)
Rede CCC
Na= 1+8(1/8)=2
Relação entre a e R , o raio do átomo se toca na diagonal do cubo
V= 4/3 *π * R³
FEA= Na*V/a³ =0,68
Rede CFC
Na= 6(1/2)+8(1/8)=4
Relação entre a e R , o raio do átomo se toca na diagonal do quadrado
V= 4/3 *π * R³
FEA= Na*V/a³ =0,74
Na rede CFC, FEA é maior logo mais compacta.
Densidade Atomica Planar
DAP= Na π * R²/área do plano
Densidade Atomica Linear
DAL= nº de R/ Comprimento numa direção
DAL=1corresponde as direções em que os átomos se tocam.
Sistema de Deslizamento
Deslizamento de um plano compacto
pequeno deslizamento= ↓energia= mais provável
↓ nº de sistema de deslizamento=↓ dúctil é o material
↑ nº de sistema de deslizamento, a deformação plástica é mais provável nesse plano.
CFC=12planos de deslizamento
Defeito da Estrutura Cristalina (3/4)
Auto-interticial- átomo da própria rede ocupando um interstício.
Soluto(impureza) Interticial- átomo diferente ocupando um interstício(com esse defeito o átomo se torna mais duro), eles devem ter raios atômicos pequenos para que não causem grandes tensões na rede ao se alojarem no interstício.
Vacância- ausência de átomo
Impureza substitucional- átomo diferente ocupando uma vacância.
Para que haja total miscibilidade entre dois metais é preciso que eles satisfaçam as seguintes condições:
Seus raios atômicos não difiram de mais de 15%
(Rmaior-Rmenor/Rmaior )*100<=15
Tenham a mesma estrutura cristalina
Tenham eletronegatividade similares
Tenham a mesma valencia
Discordâncias- Linha que separa a seção perfeita da seção deformada do material. Essa discordância está caminhando pelo material, submetendo o material a um cisalhamento (deslocamento). Existe dois tipos de discordâncias: em linhas e em hélice
Discordância em linhas(aresta)- a direção da tensão cisalhante é paralela à direção do movimento da discordância. O vetor de Burgers é perpendicular à discordância. Pois ao redor dessa discordância o circuito de Burgers não se fecha terminando em um ponto diferente da origem.
Discordância em Helice(parafuso)- a direção da tensão cisalhante é perpendicular a direção do movimento da discordância. O vetor de Burgers é paralelo à discordância.
Na região perfeita o circuito de Burgers volta ao seu ponto de origem após caminhar um numero idêntico de parâmetros de rede em cada direção.
Discordancia e Deformação Mecanica
A deformação de um material cristalino ocorre pelo deslizamento de um plano atômico em relação a um outro plano adjacente, ou seja, com o rompimento de varias ligações atômicas simultâneas.
A presença das discordâncias reduz a tensão necessária para cisalhamento, ao introduzir um processo sequencial e não simultâneo para o rompimento das ligações atômicas no plano de deslizamento.
Fronteira de Grão- quando é feita a solidificação de um material poli cristal formado por vários mono cristais, estes ao se solidificarem entre si, geram paredes que correspondem a um defeito bidimensional, ou seja, quando não se encaixam.
Difusão- as moléculas se propagam de onde está mais concentrado para onde está menos concentrado. Quando as moléculas se estabilizam, a propagação para.(não há mais fluxo). O gradiente de concentração é sempre sentido oposto do fluxo. No equilíbrio o gradiente de concentração é igual ao fluxo e ambos igual a zero.
Mecanismo de Difusão- podem ocorrer dois tipos de difusão, ambas ocorrem através da ocupação de vacâncias ou de intersticios:Auto difusão, que ocorre do próprio átomo e Interdifusão, difusão de impurezas
Difusividade- Num gráfico, as curvas de maior valor de difusividade correspondem a solutos intersticiais, uma vez que estes sendo menores, tem maior mobilidade dentro da rede cristalina, só dependem da existência de interstícios que sempre estão presente, independente da temperatura. As de menor valor correspondem a solutos substancinais que são maiores e depende das vacância que variam com a temperatura.( ↑=D=↑T=↑J)
Propriedades Mecânicas dos Metais (5)
Curva tensão-deformação- Cresce linearmente, se torna não linear, atinge um valor máximo e se rompe. 
↑grossura do corpo= ↑força para ter rompimento
Região Elástica- a deformação é reversível, as ligações atômicas são alongadas mas não se rompem, e a tensão é proporcional a deformação.
Região Plástica- a deformação é irreversível, as ligações atômicas são alongadas mas não se rompem e se rompem, a tensão não é linearmente proporcionalmente a deformação.
Limite de Escoamento( σy)- tensão aplicada que quando liberada, gera uma deformação residual de 0,2%. É a marca de transição de região elástica para plástica.
Limite de resistência(σr) e estricção- a partir do limite de resistência começa a ocorrer uma estricção no corpo de prova. A tensão se concentra nesta região, levandoa fratura.
Modulo de elasticidade (E)- É a medida da resposta ou rigidez elástica de um material, obtém –se o modulo de elasticidade medindo a derivada da curva na região elástica. E pode ser correlacionado com a intensidade da força de ligação química que define a energia de ligação atômicas envolvidas em um dado material. ↑Intensidade de força=↑concavidade=↑E
Ductilidade- Medida de extensão da deformação que ocorre até a fratura. ↑dureza=↓ductil= ↑resistente=↑força para se deformar plasticamente.
Tenacidade- capacidade que o material possui de absorver energia mecânica até a fratura.
↑frágil=↑ σy= ↑ σr=↓tenacidade= ↓area sob a curva no grafico
Mecanismos de Endurecimento (6)
A deformação plástica depende diretamente do movimento das discordâncias, para aumentar a resistência, procura-se restringir o movimento das discordâncias. (↓movimento= ↑resistência)
 Os movimentos básicos são: redução do tamanho de grão, solução solida, deformação(endurecimento )as frio
Redução de tamanho de Grão- as fronteiras de grão funcionam como barreiras para o movimento de discordâncias e levam a resistência.
↓diâmetro do grão=↑área de contorno de grão= ↑barreiras =↑ σy= ↑ σr=↓Ɛ%
Solução Solida- a presença de impurezas substitucionais ou intersticiais leva a um aumento da resistência do material, pois essa impurezas, que estão fazendo ligações, não vão deixar que as discordâncias se movam. 
↑nºde átomo na sol solida=↑ σy= ↑ σr=↓Ɛ%
Deformação (endurecimento) a frio- a deformação aumenta o numero de discordâncias, e com isso, causa maior interação entre elas que por sua vez dificulta o movimento das discordâncias aumentando a resistência.
↑ desliz. dos planos=↑nºde discordâncias=↑ σy= ↑ σr=↓Ɛ%
↑ a redução do tamanho ↑%CW