QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS ENGPD - Atividade 4

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Curso
	GRA1584 QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS ENGPD
· Pergunta 1
	 
	
	
	As propriedades dos polímeros podem ser modificadas ainda pelo uso de aditivos, que incluem as cargas, os plastificantes, os estabilizantes, os corantes e os retardantes de chamas. Cada aditivo terá uma ação visando melhorar uma debilidade do material polimérico. Assim, assinale a alternativa correta. 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
Flexibilidade, ductilidade e tenacidade são melhoradas pela adição de plastificantes. São líquidos com baixas pressões de vapor e baixas massas moleculares, sendo aplicados principalmente aos polímeros frágeis. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a presença dos plastificantes acarreta redução na dureza e na rigidez. Eles são utilizados em polímeros intrinsecamente frágeis à temperatura ambiente, como o PVC. O plastificante, além disso, reduz a temperatura de transição vítrea. 
	
	
	
· Pergunta 2
	 
	
	
	A grafita é um polimorfo do carbono que apresenta estrutura cristalina diferente do diamante. Essa grafita, por sua vez, é composta por camadas de átomos de carbono em um arranjo hexagonal e, apesar de não ser formada por um metal e um não metal, é muitas vezes considerada um material cerâmico. No âmbito da engenharia, muito vem sido discutido acerca da grafita. Nesse contexto, assinale a alternativa correta:
 
Fonte: Naveen Kalwa / 123RF. 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
Os carbonos adjacentes no hexágono estão ligados covalentemente, ao passo que uma rede na outra está conectada mediante ligações intermoleculares do tipo Van der Waals (ligações fracas). Isso explica o porquê da aplicação da grafita na área automotiva. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta.  A sequência está correta. Os átomos de carbono, no hexágono, estão fortemente conectados por ligações covalentes, enquanto as ligações entre as camadas estão fracamente conectadas por ligação do tipo Van der Waals. Por essa razão, a clivagem interplanar acontece com facilidade, originando as excelentes propriedades lubrificantes da grafita na área automotiva. 
	
	
	
· Pergunta 3
	 
	
	
	Assim como nos materiais metálicos, as propriedades mecânicas das cerâmicas estão intimamente associadas à microestrutura e também ao processamento. As cerâmicas cristalinas ou não cristalinas em temperatura ambiente, por exemplo, sofrem fratura antes de sofrerem qualquer tipo de deformação plástica. 
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre as propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
 
I. ( )  Os materiais cerâmicos sofrem fratura frágil antes de sofrerem deformação plástica apreciável devido às ligações metálicas interatômicas fortes, que tornam este material muito rígido.  
II. ( ) O módulo de elasticidade, que é a inclinação da reta no gráfico de tensão e deformação, evidencia valores altos para os materiais cerâmicos, isto é, são materiais rígidos.
III. ( ) É desafiante medir a dureza em materiais cerâmicos, devido à fragilidade deles, porém são materiais excessivamente duros e utilizados como abrasivos.
IV. ( ) A porosidade presente nos materiais cerâmicos é um tipo de defeito que não interfere nas propriedades mecânicas deles.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
F, V, V F. 
	Feedback da resposta: 
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as ligações predominantes são as iônicas e covalentes (ligações fortes). A porosidade influencia várias propriedades, como, por exemplo, o módulo de elasticidade (dependência negativa, ou seja, diminui com o aumento da porosidade). Ademais, a condução térmica também é uma propriedade reduzida nos materiais cerâmicos (devido aos poros, espaços vazios que armazenam ar). 
	
	
	
· Pergunta 4
	 
	
	
	A etimologia das palavras nos fornece uma pista valiosa sobre o real sentido de uma palavra. A palavra cerâmica, por exemplo, é oriunda da palavra grega keramikos, que significa “matéria queimada”, indicando que as propriedades desejáveis desses materiais provêm normalmente de um processo de tratamento térmico à alta temperatura, denominado cozimento. 
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre os materiais cerâmicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
 
I. ( ) A maioria das cerâmicas são compostos produzidos entre elementos metálicos e não metálicos, sendo as ligações interatômicas ou totalmente metálicas ou predominantemente metálicas, mas com alguma natureza covalente.
II. ( ) Duas características dos íons constituintes dos materiais cerâmicos influenciam a estrutura do cristal: a magnitude da carga elétrica e o tamanho relativo dos cátions e ânions. Então, o cristal não deve estar eletricamente neutro, isto é, as cargas positivas dos cátions não devem estar equilibradas com o número de cargas negativas dos ânions.
III. ( ) O vidro, composto principalmente de sílica, carbonato de sódio e carbonato de cálcio, é um material amorfo e pode ser considerado um material cerâmico.
IV. ( ) A argila, considerada um material cerâmico, é formada por partículas cristalinas extremamente pequenas, conhecidas como argilominerais, das quais a Caulinita é a mais abundante e relevante.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
F, F, V, V. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o vidro e a argila são ambos compostos que fazem parte dos materiais cerâmicos. Esses materiais são muito utilizados na construção civil, devido ao preço e por serem isolantes acústicos. Outro material muito comentado no âmbito da engenharia que também entra na categoria é a grafita. 
	
	
	
· Pergunta 5 
	 
	
	
	É importante para o engenheiro familiarizar-se como as aplicações e o processamento dos materiais cerâmicos, que são influenciados por suas propriedades mecânicas e térmicas, tais como dureza, fragilidade e temperatura de fusão elevada. Ademais, o engenheiro deve reconhecer quais materiais da sua prática profissional são categorizados como cerâmicos.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
          
Fonte: Petro Perutskyi / 123RF. 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
Os refratários são materiais cerâmicos que resistem a altas temperaturas sem fundir ou decompor, sendo utilizados como isolantes térmicos. Uma aplicação típica é a de revestimentos para fornos. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois os refratários são materiais cerâmicos que, além de possuírem as propriedades elencadas, possuem uma capacidade de permanecer não reativos e inertes quando expostos a ambientes hostis e severos. Os materiais refratários são comercializados de formas distintas, porém a mais corriqueira é, sem dúvidas, a de tijolo. 
	
	
	
· Pergunta 6
	 
	
	
	O conhecimento acerca dos compósitos permite projetar materiais com combinações de propriedades melhores que as encontradas em qualquer liga metálica, cerâmica ou material polimérico. Essa classe de materiais surgiu na metade do século XX. Com base nos conceitos básicos dos compósitos, assinale a alternativa correta. 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
Compósito pode ser considerado como qualquer material multifásico, que, de acordo com o princípio da ação combinada, são combinações criadas para atender às demandas de engenharia. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora haja muita discussão técnica acerca do tema, no presente contexto, o compósito consiste em um material multifásico (matriz e fase dispersa), feito artificialmente, em contraste com um material que ocorre ou que se forma naturalmente. 
	
	
	
· Pergunta 7
	 
	
	
	Assim como analisamos as imperfeições e os defeitos nos materiais metálicos, faz-se útil conhecer os defeitos presentes nos materiais cerâmicos. Estes também influenciarão as propriedadese aplicações dos materiais cerâmicos.
Fonte: Eng7oda14 / Wikimedia Commons.
 
A respeito dos seus conhecimentos sobre imperfeições em materiais cerâmicos, analise as asserções abaixo:
  
I. O defeito de Frenkel é corriqueiro nos materiais cerâmicos, sendo mantida a eletroneutralidade. 
Porque
  
7. O cátion deixa sua posição normal e se move para um sítio intersticial. 
 
 A seguir, assinale a alternativa correta: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	 As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta.  A sequência está correta. Como se vê na figura, o cátion migra para o interstício. Como consequência, não há alteração global na carga, já que o cátion segue mantendo a sua mesma carga positiva como um intersticial. Por conseguinte, é mantida a eletroneutralidade. 
	
	
	
1. Pergunta 8 
	 
	
	
	Os compósitos com partículas grandes são utilizados como todos os três tipos de materiais (cerâmicos, metálicos e poliméricos). Entre eles, três exemplos cruciais são citados: os carbetos, o concreto e matrizes poliméricas reforçadas com negro de fumo. Com base nesses compostos, identifique as características particulares de cada um. Assinale a alternativa correta.
 
I. Compósito com partículas grandes em que as fases matriz e dispersa são materiais cerâmicos. Os dois tipos comuns desse compósito são portland e asfáltico. 
II. Exemplo de compósitos cerâmico-metal, em que o mais usual é o cimentado. O WC está inserido na matriz de cobalto ou níquel, conferindo a dureza e a resistência ao desgaste, ao passe que a matriz de cobalto confere tenacidade. 
III. Matriz de elastômero em que partículas muito pequenas de carbono melhoram a tenacidade, o limite de resistência à tração e as resistências ao rasgamento. Esse carbono é barato, pois é proveniente da combustão de gás natural ou óleo com limitado suprimento de ar.
IV. Os whiskers são monocristais finos isentos de defeitos. Uma limitação na sua aplicação reside no alto custo.
Está correto o que se afirma em: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
I - concreto; II - carbeto; III - matriz polimérica com negro de fumo; IV - não se aplica à categoria.
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, embora os termos cimento e concreto sejam incorretamente utilizados como sinônimos, o termo concreto refere-se a um material compósito que consiste em um agregado de partículas ligadas a um corpo sólido, que é um cimento. O carbeto mais comum é o cimentado, que é utilizado como uma broca de metal duro. As duras partículas de carbeto proporcionam a superfície de corte; entretanto, como elas são frágeis, a tenacidade é aumentada graças à matriz metálica dúctil.
	
	
	
1. Pergunta 9 
	 
	
	
	Atualmente, os compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono estão sendo empregados veementemente em carcaças de motores a jato, vasos de pressão e componentes estruturais de aeronaves. As fibras de vidro, por outro lado, são empregadas nas indústrias de transporte e pisos industriais. Com base nessas duas fibras, assinale a alternativa correta.
I. Como fibra, o vidro é relativamente resistente e, quando incorporado em uma matriz de plástico, produz um compósito com alta resistência. No entanto, a maioria dos materiais em fibra de vidro está limitada à temperatura de serviço abaixo de 200 ℃.
II. As fibras de carbono têm as maiores resistências específicas dentre todas as fibras de reforço e, em temperaturas ambientes, essas fibras não são afetadas pela umidade ou por alguns solventes importantes como, por exemplo, ácidos e bases.
III. Enquanto a fibra de carbono está limitada pelas baixas temperaturas de trabalho, a fibra de vidro está limitada pelo alto custo. 
IV. As fibras de vidro se enquadram melhor na categoria de materiais cerâmicos, pois possuem uma resistência térmica mais apropriada para as aplicações mencionadas. Por outro lado, as fibras de carbono são enquadradas, efetivamente, na categoria de materiais compósitos. 
Está correto o que se afirma em: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	
I e II, apenas. 
	Feedback da resposta: 
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a fibra de vidro, além de possuir alta resistência, possui uma boa estabilidade química e é útil para diferentes ambientes corrosivos (por isso são aplicadas em carcaças automotivas e marítimas). Ademais, a fibra de carbono possui boa estabilidade térmica, baixa densidade relativa e alto E (módulo de elasticidade). 
	
	
	
1. Pergunta 10
	 
	
	
	Os materiais cerâmicos são amplamente utilizados no cotidiano. Por isso, faz-se imprescindível o conhecimento rigoroso das possíveis imperfeições presentes nos compostos cerâmicos e suas nuances. Dentre estas, tem-se o defeito Schottky, o defeito Frenkel, as impurezas e a estequiometria.
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
	
	
	
	
		Resposta Correta: 
	 A falta da estequiometria pode ocorrer para alguns materiais cerâmicos e ainda assim manter o balanço de cargas equilibrado, como é o caso do óxido de ferro (wustita). 
	Feedback da resposta: 
	Embora o cristal da wustita não seja estequiométrico (existe tanto Fe2+ como Fe3+), a compensação de cargas será realizada mediante algum tipo de defeito. A quantidade de defeitos nos materiais cerâmicos depende da temperatura de maneira análoga à dos materiais metálicos. 
	
	
	
false