Lista de Exercícios de Ciência dos Materiais #1
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Lista de Exercícios de Ciência dos Materiais #1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica, Minas e de Materiais
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Professor: Carlos Perez Bergmann
EXERCÍCIOS \u2013 INTRODUÇÃO \u2013 CAPÍTULO 1
1. Com que se ocupa a Ciência dos Materiais e qual sua importância na engenharia moderna?
	A Ciência dos Materiais se ocupa da investigação e o estudo dos materiais disponíveis, analisando seus potenciais e limitações, como eles se comportam em si; também como se comportam em relação ao meio. Hoje há uma preocupação bastante grande em relação ao impacto ambiental além de trabalhar determinado produto salientando determinadas características dele. É a ciência que estuda a composição, estrutura e processamento dos materiais, relacionando-as com as suas propriedades e usos.
2. Diferencie conhecimento fenomenológico e enciclopédico.
	O conhecimento fenomenológico é o conhecimento adquirido a partir de observações de fenômenos ocorridos, já o conhecimento enciclopédico é conhecimento científico acumulado ao longo de várias experiências.
3. Classifique os materiais segundo os seguintes critérios: a) aplicação na indústria; b) grau de desenvolvimento tecnológico e c) morfologia.
a) aplicação na indústria:
Metais: Seus átomos têm os elétrons numa nuvem pairando por cima, isto faz com que eles sejam bons condutores de eletricidade e calor. Sendo normalmente resistentes e deformáveis. Ex.: latão, cobre e ouro.
Cerâmicos: São geralmente mal condutores de eletricidade e calor. Resistem a maior temperatura que os metais e os polímeros. São frágeis, mas duros. Ex.: gres, vidro.
Polímeros:São geralmente compostos orgânicos e se constituem de moléculas bastante grandes de cadeias de carbono. São de baixa densidade e podem ser bastante flexíveis.Ex.:plástico,borracha
Compósitos: combinação de dois ou mais materiais que mantém duas ou mais fases fazendo com que estes materiais tenham uma característica distinta do que teriam se estivessem expostos em separado. Ex.: fibra de vidro + polímero.
b) grau de desenvolvimento tecnológico:
Naturais: são aqueles que são utilizados conforme encontrados na natureza.Ex.: madeiras, pedras, ossos.
Empíricos:são aqueles que já sofreram um certo grau de transformação mas seus processo foram meio que desenvolvidos a partir de fenômenos ocorridos na natureza, sem muito estudo do processo em si. Ex.: cerâmica de olarias
Desenvolvimento científico: aqui já envolve a ciência no desenvolvimento de materiais.Ex.: polias, rolamentos, vidrados cerâmicos.
Projetado: são materiais desenvolvidos com alta tecnologia com fins de produzir tais e tais comportamentos. Ex: as peças frontais dos ônibus espaciais que suportam melhor o atrito na hora da volta a atmosfera. 
c) morfologia:
Mono-estruturado: material com as mesmas propriedades por todo o material. 
Recobrimento: as propriedades de superfície são diferentes das propriedades no interior do objeto. 
Gradiente: são produtos com multicamadas com propriedades diferentes.
Aleatório: são os compósitos, onde há um reforço de propriedades através de incorporação de dois ou materiais que mantém duas os mais fases, sem se misturar. 
4. Cite dois produtos que podem ser classificados como: 
a) monoestruturado; b) recobrimento; c) gradiente e d) composição aleatória. 
a) mono-estruturado: Ex.: cerâmica, polietileno de baixa densidade.
b) recobrimento: Ex.: metais com banho de outros metais; um aço de sofreu um tratamento de uma atmosfera de carbono.
c) gradiente: Ex.: os \u201camortecedores\u201d (compósitos de borracha + aço) que o pessoal estão colocados nos edifícios de zonas de muitos terremotos; uma parede para isolamento acústico onde se tem uma estrutura externa e dentro vai a dolomita.
d) composição aleatória: Ex,:fibra de vidro + polímero;grafite + epóxi.
5. Como se interrelacionam estrutura, propriedades, processamento e desempenho em serviço de um material?
Formam um triângulo harmônico. As propriedades dependem da estrutura cristalina ou não-cristalina dos materiais que por sua vez depende do processamento e do material. As propriedades de um material, originam-se em sua estrutura interna que por sua vez estão ligadas não apenas aos átomos mas também como estes se ligam aos seus vizinhos em cristais, moléculas e microestrutura. Diferentes processamentos podem alterar as estruturas internas sob diferentes perspectivas originando, por conseguinte, materiais com propriedades também distintas. Dependendo do processamento o desempenho varia na hora de utilização do material, assim que quando se vai escolher um processamento é necessário levar em conta o custo da matéria-prima, custo de produção e também as características que se quer do produto acabado.
O desempenho de um material está relacionado com o seu comportamento quando em regime de uso, ou seja, a resposta do material quando exigido em condições reais. Muitas vezes um material apresenta ótimas características funcionais que o tornariam excelente para determinadas aplicações mas, sob testes de uso efetivo, avalia-se debilidades que comprometem seu uso em algumas aplicações. Cabe então algum acompanhamento e uma análise de falha em um laboratório visando assinalar as causas de uma eventual falha.
6. Como se divide e qual o critério no estudo da estrutura de um material?
	Divide-se no estudo da estrutura atômica, estrutura cristalina, microestrutura e macroestrutura. Este critério está associado ao valor dimensional de cada nível estrutural.
Estrutura atômica: estada o átomo em si, raio atômico e partículas elementares.
Estrutura cristalina: estuda a estrutura molecular, célula unitária, distância atômica.
Microestrutura: estuda orientação, distribuição, proporção, tamanho, composição, fases, forma.
Macroestrutura: estuda os acabamentos e a geometria das peças.
7. Em que estaria baseada a mudança de propriedades de um mesmo material fabricados por diferentes processos?
	A mudança de propriedades de um mesmo material fabricados por diferentes processos estaria baseada na mudança da estrutura cristalina, por ex.: um metal que sofre processo de laminação cria estruturas de discordâncias o que faz com que ele se torne mais resistente no entanto se este metal apenas fundido é mais dúctil.
8. Diferencie propriedades de corpo e de superfície. 
	As propriedades de superfície são relacionadas ao comportamento dela com meio; a resistência ao desgaste, à corrosão, o aspecto dela, relação que tem com o meio que está em contato tipo os materiais usados em próteses não podem ter reações com o corpo da pessoa.
As propriedades de corpo são aquelas referentes à resistência mecânica e propriedades elétricas, magnéticas e térmicas. 
9. Compare a microestrutura de um cobre fundido com a de um cobre trefilado.
	O cobre trefilado cria estruturas de discordâncias o que faz com que ele se torne mais resistente; no entanto, se este metal é apenas fundido mais dúctil.
10. Do que depende a escolha de um determinado processo de fabricação?
	O processo de fabricação são determinados em função da matéria-prima a ser suada e o objetivo envolvido quanto as características que se tem para o produto final, dentro de suas limitações já que vai ser necessário avalia quais as propriedades mais importantes a serem mantidas.
11. Diferencie com suas palavras os tipos de materiais quanto às suas propriedades (físicas, químicas e mecânicas) típicas. 
Segundo suas propriedades típicas, os materiais se dividem em Metálicos (geralmente: dúcteis, densidade relativamente alta, baixa resistência a corrosão e boa resistência mecânica), Cerâmicos (geralmente: frágeis, densidade relativamente media-alta, alta resistência a corrosão e boa resistência mecânica), polímeros (geralmente: flexiveis, densidade relativamente baixa, alta resistência a corrosão e baixa resistência mecânica) e compósitos (geralmente: propriedades médias em relação aos outros materiais, possuem combinações