1° PROVA DE MATERIAIS (1)

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Acadêmico: Laiane de Sousa Borges Moussallem (1478391)
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
Avaliação: Avaliação I - Individual Semipresencial ( Cod.:638079) ( peso.:1,50)
Prova: 16876176
Nota da Prova: 6,00
Legenda: Resposta Certa   Sua Resposta Errada  
1. Os materiais compósitos resultam da combinação entre cerâmicas e polímeros, polímeros e metais, ou metais e
cerâmicas. Essa combinação visa obter propriedades específicas agregando características de cada material.
Sobre os materiais compósitos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A combinação visa obter sinergia entre os materiais utilizados par a fabricação do compósito, ou seja, se
espera agregar aspectos positivos de ambos os materiais para atender a uma determinada especificação técnica.
(    ) A denominada "fibra de vidro" é um material compósito. Esse tipo de material é composto por uma matriz
epóxi, em que ficam dispostas as fibras de vidro. A energia mecânica é transferida da matriz polimérica para as
fibras.
(    ) Uma variedade de insertos para usinagem são fabricados em um material chamado "Widea". Esse material
consiste em um matriz metálica (Co, Ni), em que ficam dispostas partículas de grafite (C). O grafite na Widea atua
como lubrificante de usinagem.
(    ) É possível obter propriedades elétricas controladas (supercondutividade) através da adição de partículas
cerâmicas em uma matriz polimérica. As cerâmicas apresentam elétrons livres, o que explica a sua alta
condutividade elétrica.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - F - V - V.
 b) F - V - F - V.
 c) V - V - F - F.
 d) V - F - V - F.
2. Alguns tipos de metais apresentam estruturas cristalinas do tipo cúbica. Esses tipos de estruturas diferem entre si
pela distribuição dos átomos da célula unitária, sendo essa dependente de vários fatores, tais como o raio atômico
e a temperatura. Sobre as estruturas do tipo cúbica, assinale a alternativa CORRETA:
 a) São exemplos de estrutura cúbica: CFC, CCC, HC, monoclínica e triclínica.
 b) As estruturas cúbicas apresentam os eixos a, b e c, os quais podem variar em comprimento entre si em uma
mesma estrutura.
 c) Em uma estrutura cúbica de faces centradas (CFC), temos no interior da célula unitária o equivalente a quatro
átomos. O restante do volume do átomo correspondo ao vazio entre os átomos.
 d) Em uma estrutura cúbica simples, os átomos ficam posicionados tanto nas arestas do cubo quanto no centro
da estrutura cristalina.
3. Os materiais policristalinos, como a denominação sugere, são compostos por inúmeros grãos. No caso dos metais,
esses grãos são formados já no processo de solidificação do metal: durante o processo de resfriamento do líquido,
a fase sólida começa a ser formada simultaneamente em vários pontos (núcleos), que crescem a partir do líquido
ao seu redor. No entanto, a orientação do arranjo cristalino é diferente em cada um desses grãos e, dessa maneira,
forma-se uma interface imperfeita entre os grãos, onde há ligações químicas incompletas. Os contornos de grão,
apesar de serem uma região de aparente fragilidade, acabam por "atrapalhar" a movimentação das discordâncias
no material, o que culmina em aumento na tensão de escoamento. Esse aumento na tensão de escoamento pode
ser calculado a partir da equação de Hall-Petch. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F
para as falsas:
(    ) De acordo com a equação de Hall Petch, a tensão de escoamento é inversamente proporcional ao diâmetro
médio do grão, ou seja, para tamanhos de grão menores, ocorre um aumento da tensão de escoamento, mantendo-
se constantes as demais variáveis.
(    ) De acordo com a equação de Hall Petch, a tensão de escoamento é proporcional ao diâmetro médio do grão,
ou seja, para tamanhos de grão maiores, ocorre um aumento da tensão de escoamento, mantendo-se constantes
as demais variáveis.
(    ) Um aço comum à temperatura ambiente sob tensão trativa acima do limite de escoamento do material
apresentará movimento de discordâncias, resultando em deformação permanente do material.
(    ) Os contornos de grão constituem barreiras ao movimento das discordâncias no material, visto que é
necessária uma maior energia mecânica para que ocorra esse movimento. O acúmulo de discordâncias nos
contornos de grão gera um aumento crescente na energia necessária para essa movimentação, resultando em
encruamento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - F - F.
 b) V - V - F - F.
 c) V - F - V - V.
 d) F - F - V - V.
4. As ligas de aço são compostas basicamente por uma proporção entre átomos de ferro e carbono. Em outros casos,
são utilizados também outros elementos de liga em conjunto para obter propriedades específicas. Os elementos de
liga adicionados, assim como o carbono, melhora as propriedades e permite que os aços sejam tratáveis
termicamente em condições industriais. Sobre os elementos de liga de tratamento térmico dos aços, classifique V
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) No processo de têmpera, o aço é inicialmente aquecido até a temperatura de fusão. A temperatura é mantida
até a completa fusão do metal, que é posteriormente resfriado rapidamente em água à temperatura ambiente.
(    ) No tratamento térmico de revenido, o aço é aquecido até uma temperatura acima da temperatura de
austenitização, e posteriormente resfriado de forma rápida, formando a estrutura denominada bainita.
(    ) Os átomos de carbono no aço substituem alguns átomos de ferro. Isso ocorre porque o raio atômico dos dois
átomos é semelhante, permitindo que ocorra esse tipo de solubilização na estrutura cristalina.
(    ) Os elementos de liga, tais como o cromo e o vanádio, ficam solubilizados nos contornos de grão. No processo
de têmpera, esses metais sofrem fusão, aumentando a resistência química dos contornos de grão após o
processo.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - V - F.
 b) V - F - V - F.
 c) V - V - V - V.
 d) F - F - F - F.
5. Os materiais são denominados cristalinos quando apresentam uma ordenação de átomos de longo alcance. Já os
materiais amorfos não apresentam essa ordenação de átomos. Os metais em seu estado cristalino, como o aço e
o alumínio comerciais, apresentam ordenação de seus átomos em estruturas cúbicas. Com relação aos metais
cristalinos, analise as afirmativas a seguir:
I- Os metais comerciais são policristalinos. A estrutura cristalina é formada a partir da solidificação do material
fundido, em que ocorre a nucleação e o crescimento de grãos durante o processo de resfriamento.
II- Os metais comerciais são denominados monocristalinos, pois apresentam um mesmo arranjo atômico (célula
unitária) ao longo de todo o material. 
III- Os materiais policristalinos apresentam maior quantidade de imperfeições, denominadas contornos de grão,
quando comparados aos materiais monocristalinos.
IV- Materiais monocristalinos, por terem menor quantidade de defeitos na estrutura cristalina, apresentam valores
de resistência mecânica mais próximos do valor teórico do material (calculado a partir das forças de ligações
químicas).
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas I, III e IV estão corretas.
 b) Somente a afirmativa I está correta.
 c) As afirmativas I, II e IV estão corretas.
 d) As afirmativas II e IV estão corretas.
6. Os materiais cerâmicos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados ao longo de milênios, porém, somente com o o
advento das técnicas de caracterização de materiais pôde-se compreender os complexos arranjos cristalinos e
relacioná-los com as suas propriedades. Com relação às cerâmicas e suas propriedades e aplicações, analise as
afirmativas a seguir:
I- Algumas cerâmicas são utilizadas para a confecção de tijolos aplicados no isolamento de calor em
equipamentos com alta temperatura. São os casos de fornos para a fusão de metais. O material cerâmico em
contato com o metal líquido deve resistir à temperatura de processamento, com uma vidaútil adequada.
II- Tijolos e telhas, assim como o cimento, são materiais cerâmicos utilizados na construção civil. Os dois primeiros
fazem parte da classificação "cerâmica vermelha", produtos que são conformados e queimados em alta
temperatura. Já o cimento é um material que apresenta pega hidráulica, adquirindo alta resistência após a cura.
III- As lixas e os rebolos são materiais compostos por partículas cerâmicas abrasivas, utilizados para desbastar ou
polir superfícies de diversos materiais. A principal característica das cerâmicas utilizadas para esse é a alta dureza,
relacionada com a forte energia de ligação entre os átomos desses materiais.
IV- Os compósitos mais comuns são aqueles que utilizam polímeros em conjunto com metais. Normalmente
utiliza-se uma matriz metálica, em conjunto com fibras de material polimérico. Um exemplo desse material é a fibra
de polietileno, que consiste em uma matriz de alumínio, contendo fibras poliméricas, processada por fundição a
600 graus Celsius.
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas II e IV estão corretas.
 b) As afirmativas I e IV estão corretas.
 c) As afirmativas I, II e III estão corretas.
 d) As afirmativas III e IV estão corretas.
7. Os contornos de grão são caracterizados como defeitos da estrutura cristalina, tendo em vista que nessas regiões
existe uma desordem de átomos. Sobre os contornos de grão, analise as seguintes sentenças:
I- Nos contornos de grão, a energia livre é menor do que no interior dos grãos. Por esse motivo, reações químicas,
como a oxidação, ocorrem preferencialmente no interior dos grãos.
II- Nos contornos de grão existem ligações químicas incompletas, o que resulta em uma energia livre mais elevada
que no interior dos grãos.
III- Um material policristalino é composto por vários grãos.
IV- Um material monocritalino pode ser facilmente obtido por métodos de fabricação convencionais, não exigindo
controle dos parâmetros de processamento.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças II e III estão corretas.
 b) As sentenças I e III estão corretas.
 c) As sentenças II e IV estão corretas.
 d) Somente a sentença II está correta.
8. Há cerca de dois anos, pesquisadores holandeses conseguiram sintetizar cerâmicas flexíveis - um material que é
tipicamente quebradiço fabricado na forma de folhas finas, que dobram-se como papel. Agora, uma equipe da
Universidade Purdue, nos EUA, encontrou uma forma de trabalhar com blocos maiores de cerâmica e torná-la quase
tão maleável quanto um metal. O segredo está em aplicar uma corrente elétrica durante a fabricação da cerâmica,
por um processo chamado sinterização, por meio do qual um material em pó coalesce em uma massa sólida - com
a aplicação da eletricidade, o processo passa a ser conhecido como sinterização flash. Enquanto os metais podem
ser tensionados entre 10 e 20% sem se quebrar, as cerâmicas tipicamente se fraturam com uma tensão de apenas
2 a 3%. Com o processamento por sinterização flash, o material resiste a tensões entre 7 e 10%. Aplicando a
corrente elétrica durante a sinterização, a cerâmica ganha maleabilidade, podendo ser facilmente moldada em
temperatura ambiente. Desse modo, a novidade aqui está em comprovar essa maleabilidade também sob altas
temperaturas, justamente as condições nas quais a cerâmica tipicamente opera em condições reais. Com base no
exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As cerâmicas são materiais tipicamente frágeis. Essa fragilidade existe em função da pouca mobilidade de
discordâncias nesse tipo de material.
II- De acordo com a pesquisa, as cerâmicas produzidas através da sinterização flash passam a resistir a tensões
máximas de 10%, da mesma ordem das tensões mínimas dos metais (10%), sem se quebrar.
III- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, um feixe de fótons é direcionado para o material durante o
processo de sinterização.
IV- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, o material é produzido na forma de folhas finas, que dobram-se
como papel.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ceramica-fabricada-eletricidade-
deforma-como-metal&id=010160180615#.W9EJ7ntKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
 a) As afirmativas II e IV estão corretas.
 b) As afirmativas II e III estão corretas.
 c) As afirmativas I e IV estão corretas.
 d) As afirmativas I e II estão corretas.
9. Muitos metais apresentam estruturas cristalinas cúbicas, as quais apresentam grande simetria. Esse fato propicia
o desenvolvimento de muitos sistemas de escorregamento, que facilitam a movimentação de discordâncias na
aplicação de tensões mecânicas. Com relação à estrutura cristalina dos metais e seus defeitos, classifique V para
as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As discordâncias são defeitos da estrutura cristalina causados por um desalinhamento de átomos. A
quantidade de discordâncias em um material metálico se relaciona com as suas propriedades mecânicas.
(    ) As lacunas são um tipo de defeito caracterizado pela ausência de átomos na estrutura cristalina. A quantidade
de lacunas diminui com o aumento da temperatura.
(    ) As impurezas são defeitos cristalinos caracterizados pela presença de átomos estranhos na composição do
metal. A presença desses defeitos sempre piora as propriedades mecânicas dos metais.
(    ) As impurezas podem ser de dois tipos: substitucionais, quando substituem o átomo do material, ou
intersticiais, quando se alojam nos interstícios da estrutura cristalina.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - V - F.
 b) V - F - V - F.
 c) F - V - F - V.
 d) V - F - F - V.
10. Ao pensarmos em materiais de engenharia, lembramos mais frequentemente dos metais e dos polímeros, embora
os materiais cerâmicos também apresentem aplicações importantes em função de suas características físico-
químicas. Sobre essa classe de materiais, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Os cerâmicos apresentam diversos sistemas de escorregamento, caminhos preferências para a movimentação
de discordâncias. Dessa forma, com a aplicação de tensão mecânica experimentam pronunciado encruamento.
 b) A ruptura frágil das cerâmicas oxidas é explicada em parte pelas suas estruturas cristalinas com características
assimétricas, aliada ao tipo de ligação química predominantemente iônica e covalente.
 c) Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes propriedades elétricas,
tornando esses tipos de materiais excelentes condutores elétricos.
 d) Uma das vantagens das cerâmicas frente às demais classes de materiais é a sua baixa sensibilidade a defeitos.
Isso significa que os defeitos inseridos no processo de fabricação não provocam interferência considerável nas
propriedades.
Prova finalizada com 6 acertos e 4 questões erradas.