PROVA I CIÊNCIA E PROPRIEDADE DOS MATERIAIS

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Disciplina:
	Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
	Avaliação:
	Avaliação I - Individual ( Cod.:668768) ( peso.:1,50)
	Prova:
	31430407
	Nota da Prova:
	10,00
	
	
Legenda:  Resposta Certa   Sua Resposta Errada  
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	1.
	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)
	Somente a sentença II está correta.
	 d)
	As sentenças II e IV estão corretas.
	2.
	"Normalmente as ligas de alumínio são leves e macias - em termos metálicos - e apresentam uma resistência mecânica baixa. No entanto, a equipe de Zhang descobriu duas técnicas capazes de alterar a microestrutura do alumínio para conferir-lhe maior resistência e ductilidade. O novo alumínio de alta resistência tornou-se possível pela introdução de 'falhas de empilhamento', que são distorções na estrutura do cristal - e essas distorções influenciam fortemente as características mecânicas dos metais e ligas. A rede cristalina de um metal é constituída por sequências repetitivas de camadas atômicas. Se faltar uma camada, diz-se que há uma falha de empilhamento. Além disso, podem ocorrer as chamadas -'fronteiras gêmeas', consistindo em duas camadas de falhas de empilhamento. Embora sejam fáceis de serem produzidas em metais como cobre e prata, essas distorções são difíceis de serem introduzidas no alumínio devido a sua alta 'energia de falha de empilhamento'. A equipe apostou então em um tipo específico de falha de empilhamento, chamada de fase 9R. 'Você precisa introduzir nanofronteiras gêmeas e fases 9R no alumínio nanogranulado para aumentar a força e a ductilidade e melhorar a estabilidade térmica', disse o professor Zhang. Foi exatamente isto o que ele e sua equipe descobriram como fazer - e de duas maneiras diferentes. A primeira técnica consiste na indução de fases 9R no alumínio - simples ou gêmeas - por choque, o que foi feita bombardeando filmes de alumínio ultrafinos com microprojéteis minúsculos de dióxido de silício. Na segunda técnica, a fase 9R e as fronteiras gêmeas foram induzidas no alumínio não por choque, mas pela introdução de átomos de ferro na estrutura do cristal de alumínio através de um processo chamado pulverização magnetrônica, ou pulverização catódica. Esta última abordagem é particularmente promissora porque, como o ferro também pode ser introduzido no alumínio usando outras técnicas, como a fundição, ela poderá ser ampliada do laboratório para aplicações industriais. 'Estes resultados mostram como fabricar ligas de alumínio que são comparáveis, ou mesmo mais resistentes, do que os aços inoxidáveis. Há um grande potencial de impacto comercial nesta descoberta', finalizou Zhang". Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) As falhas de empilhamento, defeitos característicos de estruturas cristalinas de metais como o cobre e a prata, podem ser introduzidos no alumínio, buscando obter incremento na resistência mecânica.
(    ) O alumínio e suas ligas são caracterizados pela alta resistência, porém alta densidade. A pesquisa concluiu que é possível reduzir a densidade do metal, através da introdução de defeitos na estrutura cristalina.
(    ) Como argumento para a possibilidade de aplicação industrial da descoberta, Zhang cita a possibilidade da introdução de átomos de de Fe na estrutura do Al usando processos de fabricação típicos desses metais, como é o caso da fundição.
(    ) As falhas de empilhamento foram produzidas utilizando laser com comprimento de onda na faixa visível, e na sequência introduzindo átomos de silício metálico através de uma técnica análoga à cementação de aços.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aluminio-superforte-superar-aco-inoxidavel&id=010170180130#.Xv0ZNShKiUk. Acesso em: 1º jul. 2020.
	 a)
	F - F - F - F.
	 b)
	V - F - F - V.
	 c)
	V - F - V - F.
	 d)
	F - V - F - V.
	3.
	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, II e IV estão corretas.
	 b)
	As afirmativas II e IV estão corretas.
	 c)
	Somente a afirmativa I está correta.
	 d)
	As afirmativas I, III e IV estão corretas.
	4.
	Os materiais são classificados em classes de acordo com suas características físico-químicas e aplicações. Tendo em vista essa classificação e as características específicas de cada classe, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Os materiais cerâmicos apresentam como característica principal a presença de moléculas com elevado peso molecular, o que é um fator determinante para os elevados valores de densidade aparente observados nesse tipo de material.
(    ) Os polímeros, devido à presença de ligações secundárias (fracas), podem ser processados em temperaturas relativamente baixas (da ordem de 200 °C).
(    ) Os materiais compósitos consistem em combinações de componentes de duas ou mais classes de materiais, buscando dessa forma obter materiais com características que agreguem propriedades específicas de cada classe.
(    ) Os metais apresentam elétrons livres, que são responsáveis pela relativa facilidade de condução de energia elétrica.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - F - F - V.
	 b)
	F - V - V - V.
	 c)
	V - V - F - F.
	 d)
	V - F - V - F.
	5.
	Algumas ligas metálicas podem ser descritas e analisadas através de diagramas de fases binários eutéticos. Sobre este tipo de diagrama, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Os diagramas binários eutéticos são caracterizados pela ausência de fase líquida em qualquer temperatura.
	 b)
	Nesse tipo de diagrama, uma fase líquida está sempre presente para temperaturas acima da temperatura ambiente.
	 c)
	Para a liga de composição correspondente ao ponto invariável, a regrada da alavanca não pode ser aplicada.
	 d)
	Na liga de composição equivalente ao ponto invariável, a fase sólida se transforma em fase líquida em uma única temperatura.
	6.
	Os materiais compósitos são uma classe específica de materiais. Estão presentes em diversas áreas, sendo utilizados na fabricaçãode itens que exigem resistência mecânica ou combinações de propriedades específicas. Com relação a esse tipo de material, assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	Os compósitos são materiais que combinam diferentes classes de materiais: polímeros, cerâmicas e metais, em um mesmo material. Dessa forma, é possível aliar, por exemplo, a resistência mecânica à tração das cerâmicas com a resistência ao impacto dos polímeros.
	 b)
	A indústria automobilística absorve grande parte dos desenvolvimentos na área de materiais compósitos. Um bom exemplo são as carrocerias de automóveis, hoje produzidas em chapas de material compósito, que consistem em uma matriz de aço carbono contendo fibras de vidro e poliamida.
	 c)
	Os compósitos são materiais que contém as três classes de materiais: metais, polímeros e cerâmicas. Esses materiais combinam em um único material as melhores características dessas três distintas classes de materiais.
	 d)
	Os compósitos são caracterizados pela combinação de metais com polímeros. Até os dias de hoje não é possível combinar metais com cerâmicas e cerâmicas com polímeros, em virtude das diferenças químicas e estruturais.
	7.
	Os diferentes tipos de materiais apresentam propriedades físicas distintas. Essas propriedades apresentam relação direta com o tipo de ligação química presente no material. Sobre a relação entre o tipo de ligação química e as propriedades dos materiais, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Materiais com elevada energia de ligação apresentam, em geral, uma temperatura de fusão mais elevada.
(    ) Os materiais poliméricos apresentam ligações primárias do tipo covalente (ligações entre átomos de carbono).
(    ) Os metais são caracterizados por ligações iônicas, características que lhes conferem uma baixa temperatura de fusão.
(    ) Os materiais poliméricos apresentam ligações secundárias e, por esse motivo, podem ser facilmente deformados.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
	 a)
	F - F - V - F.
	 b)
	V - F - V - V.
	 c)
	F - V - F - F.
	 d)
	V - V - F - V.
	8.
	Materiais puros (por exemplo, ferro puro comercial), apresentam, invariavelmente, certo nível de impurezas. De fato, muito materiais são desenvolvidos com base em concentrações determinadas de impurezas, visando alterar as propriedades do material de base. Com relação ao exposto, analise as afirmativas a seguir:
I- As impurezas podem ser de dois tipos: substitucional ou intersticial. Quando a impureza é do tipo intersticial, o átomo de impureza (solvente) substitui o átomo do soluto em uma das lacunas do material.
II- A característica que determina o tipo de solução sólida (substitucional ou intersticial) entre dois diferentes elementos químicos é a diferença entre os raios atômicos dos átomos envolvidos.
III- Quando a solução sólida é do tipo intersticial, o átomo do soluto ocupa o interstício entre os átomos do solvente.
IV- O átomo do soluto geralmente apresenta um raio atômico menor do que o raio do interstício. Essa configuração gera tensões compressivas no interior da rede cristalina, diminuindo a força de ligação e a dureza do material.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As afirmativas III e IV estão corretas.
	 b)
	As afirmativas I e III estão corretas.
	 c)
	As afirmativas II e III estão corretas.
	 d)
	Somente a afirmativa IV está correta.
	9.
	Os materiais cristalinos são caracterizados por uma estrutura ordenada de átomos e com longo alcance. A menor célula ou arranjo de átomos que descreve a estrutura cristalina é chamada de célula unitária. Muitos metais apresentam células unitárias cúbicas. Com relação às estruturas cristalinas dos metais, analise as afirmativas a seguir:
I- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de faces centradas (CFC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CCC, o número de coordenação é 8.
II- Em uma estrutura cristalina descrita por uma célula unitária do tipo cúbica de corpo centrado (CCC), cada átomo está ligado a outros 12 átomos. Já em uma estrutura do tipo CFC, o número de coordenação é 8.
III- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material estudado. Em uma célula unitária do tipo CFC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico. Já para uma estrutura CCC, a aresta deve ser calculada em função da diagonal do cubo.
IV- O volume de uma célula unitária cúbica pode ser calculado a partir do raio atômico do material estudado. Em uma célula unitária do tipo CCC, a aresta do cubo é igual a duas vezes o raio atômico. O mesmo princípio se aplica a uma estrutura do tipo CFC: ou seja, o volume é calculado de forma idêntica.
Assinale a alternativa CORRETA:
	 a)
	As afirmativas II e III estão corretas.
	 b)
	As afirmativas II e IV estão corretas.
	 c)
	As afirmativas I e IV estão corretas.
	 d)
	As afirmativas I e III estão corretas.
	10.
	Um novo material que é tão rígido quanto um metal, mas flexível o suficiente para resistir a fortes vibrações, promete transformar a indústria automobilística e vários outros setores. O material possui ao mesmo tempo uma alta rigidez e uma capacidade de amortecimento de impactos. Essa combinação quase impossível em um único material foi obtida usando folhas compostas trançadas em 3D a partir de fibras não ligadas entre si. Embora a trama seja criada como se fosse um material têxtil, os fios são metálicos. Isso permite que o interior do material se mova e absorva vibrações, enquanto o material circundante permanece rígido. Os materiais convencionais de amortecimento - a borracha, por exemplo - apresentam uma rigidez relativamente baixa, enquanto os metais e cerâmicas rígidos têm tipicamente um amortecimento insignificante. "Aqui, demonstramos que o alto amortecimento e a rigidez estrutural podem ser obtidos simultaneamente em treliças trançadas em 3D, soldando apenas juntas selecionadas da treliça, o que resulta em uma estrutura em rede intertravada para suportar carga, entrelaçada com elementos 'flutuantes' livres para gerar amortecimento", descreveram Ladan Salari Sharif e seus colegas da Universidade de Surrey, no Reino Unido. Com relação ao exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O material descrito no texto combina as características de flexibilidade da borracha e a rigidez gerada pelo entrelaçamento de folhas em um arranjo tridimensional específico.
(    ) As folhas do material são entrelaçadas e algumas juntas selecionadas são soldadas, gerando certo nível de rigidez, combinada com certa mobilidade para absorção de energia mecânica.
(    ) A rigidez do material é diretamente proporcional a sua capacidade de absorver energia, como aquela gerada por vibrações.
(    ) A borracha é um material que apresenta uma baixa rigidez, ou seja, o seu módulo de elasticidade é baixo, apresentando uma alta capacidade de amortecimento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carros-sem-nenhuma-vibracao&id=010160181016#.W9D4n3tKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
	 a)
	F - F - V - F.
	 b)
	V - F - V - F.
	 c)
	V - V - F - V.
	 d)
	F - V - F - V.
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