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Exercícios de Ciências dos Materiais Capítulo 1 - Os Materiais de Engenharia 1. Compare os três grupos (tipos) de materiais (metálicos, cerâmicos e poliméricos) quanto às seguintes propriedades: ponto de fusão, dureza, maleabilidade, densidade e resistividade elétrica. Materiais/Propriedades Cerâmicos Metálicos Polímeros Ponto de Fusão Alto Médio Baixo Dureza Muito duro e frágil Maleável Muito maleável Maleabilidade Não flexível Moldável Flexível e leve Densidade Média densidade Alta densidade Baixa densidade Resistividade Elétrica Isolantes térmicos e elétricos Ótimo condutor elétrico e térmico Isolantes térmicos e elétricos 2. Por que o desenvolvimento dos plásticos modernos ocorreu tardiamente em comparação com os materiais cerâmicos e metálicos? Devido a não haver conhecimentos com química orgânica, algo essencial para se trabalhar com polímeros. Em 1930 com o desenvolvimento da química orgânica, a maioria dos polímeros que conhecemos hoje foi descoberta, porém somente a partir de 1960 que foi possível produzir polímeros industrialmente. 3. O que é microestrutura de um material? Microestrutura é a estrutura básica de um material, suas ligações químicas, quando existem, a organização de seus átomos, etc. A microestrutura dos materiais é determinada basicamente pela sua composição e pelo seu processamento. Por exemplo: a microestrutura de uma liga metálica depende da sua composição química, do teor de impurezas, das condições de solidificação (da tecnologia de fundição empregada), do processo de conformação mecânica, dos tratamentos térmicos e assim por diante 4. O que são materiais avançados? São materiais utilizados em aplicações de tecnologia de ponta, ou seja, são materiais utilizado para a fabricação de dispositivos ou componentes que funcionam ou operam usando princípios sofisticados. Estes materiais são geralmente tradicionais cujas propriedades são otimizadas ou materiais novos de alto desempenho. 5. Faça uma lista dos principais fatores que influenciam o preço de um material. Ordene a sua lista de fatores em ordem decrescente de importância. Condições de trabalho, resistência perante ao ambiente, tempo de duração, deterioração e custo. 6. Compare o preço das cerâmicas tradicionais com o preço das cerâmicas avançadas. Justifique a diferença. As cerâmicas tradicionais (telhas, tijolos, azulejos, sanitários e porcelanas) têm valor de mercado mais baixo uma vez que são obtidas a partir de matérias primas naturais de baixo custo e abundantes na natureza, como argilas, feldspatos, calcários e outros minerais cristalinos inorgânicos não metálicos e de modo geral, não são submetidas a reações químicas. Já as cerâmicas avançadas são feitas com matérias-primas sintéticas, ou seja, obtidas por meio de reações químicas a partir de óxidos, nitretos, carbonetos e boretos de alta pureza. Assim as cerâmicas avançadas têm custo mais elevado e podem ser utilizadas nas mais diversas áreas, tais como: bioquímica: em implantes dentários e substituição de ossos; eletroeletrônica: em sensores, sonares, supercondutores e capacitores; ótica: em fibras óticas, material fluorescente; térmica: como substratos; nucleares: nos combustíveis e etc.
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