Avaliação I de Ciência das propriedades dos materiais

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Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais 
Avaliação: Avaliação I - Individual 
 
1. Os materiais metálicos são descritos através de suas estruturas cristalinas, chamadas 
de células unitárias. Sobre as células unitárias dos materiais metálicos, assinale a 
alternativa CORRETA: 
 a) Os materiais metálicos não apresentam cristalinidade. Por esse motivo as suas 
estruturas cristalinas são relativamente complexas. 
 b) Podemos calcular, através das características geométricas da célula unitária, a 
resistência mecânica de um material metálico. 
 c) Os materiais metálicos, em sua maioria, apresentam estruturas cristalinas 
cúbicas, como CFC e CCC, de elevada simetria. 
 d) Os materiais metálicos apresentam estrutura cristalina complexa, o que explica a 
sua elevada resistência mecânica. 
 
2. Os polímeros são um grupo de materiais que, em virtude de suas características 
técnicas, de custo e de processamento, vêm ganhando espaço em diversos 
segmentos. Em diversos casos, eles podem inclusive substituir completamente partes 
metálicas em diversos produtos. Com relação às características dos materiais 
poliméricos, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- Uma das vantagens dos polímeros é a sua relativa baixa temperatura de 
processamento, quando comparado com a da maioria dos metais comerciais. Isso se 
traduz em um menor consumo energético, e menores custos de processamento. 
II- Os polímeros apresentam algumas limitações, que podem ser melhoradas com a 
utilização de aditivos no processamento. Normalmente, não são resistentes a 
intempéries, ocorrendo a degradação progressiva das cadeias com a radiação UV. 
III- Uma das principais características dos polímeros, que explica a sua versatilidade, 
diz respeito à confiabilidade do produto confeccionado ao longo do tempo. 
Diferentemente dos metais, não apresentam corrosão ou qualquer tipo de degradação 
de suas propriedades ao longo do tempo sob ação de intempéries. 
IV- A resistência específica (definida como a razão entre a resistência mecânica e a 
densidade aparente) dos polímeros termoplásticos, como o PP e o PE, é maior que a 
maioria dos metais ferrosos comerciais (aços e ferros fundidos). Por esse motivo, é 
prática usual a substituição de componentes mecânicos metálicos, como bielas e 
eixos de veículos automotivos, por similares confeccionados em PP e PE. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 b) As afirmativas I e II estão corretas. 
 c) As afirmativas III e IV estão corretas.
 d) As afirmativas II e III estão corretas. 
 
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: 
 
( V ) 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. 
( F ) 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. 
( V ) 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. 
( V ) 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 - F - V - V. 
 b) V - F - V - V.
 c) F - V - F - F. 
 d) V - V - F - F. 
 
4. Um material monocristalino, como o nome sugere, é composto por apenas um único 
cristal. Já um material policristalino é composto por vários. A segunda configuração 
é mais comum entre os materiais de engenharia. Com relação à cristalinidade dos 
materiais, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- O número de grãos em um material policristalino irá depender do número de 
pontos de nucleação gerados no processo de solidificação. 
II- Quanto maior o número de pontos de nucleação, maior será a área total de 
contornos de grão gerada ao final do processo de solidificação em relação ao volume 
solidificado. 
III- Como a orientação da estrutura cristalina é aleatória nos diferentes grãos, o 
contorno de grão consistirá em ligações incompletas, devido à falta de alinhamento 
entre as células cristalinas. 
IV- Os materiais monocristalinos são de fácil obtenção em escala industrial, porém 
não apresentam propriedades de interesse tecnológico. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Somente a afirmativa I estão correta. 
 b) As afirmativas I, II e III estão corretos.
 c) As afirmativas II, III e IV estão corretas. 
 d) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 
5. 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: 
 
( V ) A combinação visa obter sinergia entre os materiais utilizados para a 
fabricação do compósito, ou seja, se espera agregar aspectos positivos de ambos os 
materiais para atender a uma determinada especificação técnica. 
( F ) A denominada "fibra de vidro" é um material compósito. Esse tipo de material 
é composto por uma matriz vítrea, em que ficam dispostas as fibras de epóxi. 
( F ) Uma variedade de insertos para usinagem são fabricados em um material 
chamado "Widea". Esse material consiste em um matriz de carbeto de tungstênio 
(WC), em que ficam dispostas partículas metálicas (Cobalto ou Níquel). 
( V ) É possível obter propriedades elétricas controladas (semicondutividade) 
através da adição de partículas metálicas em uma matriz polimérica. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 a) V - V - F - V.
 b) F - V - V - F. 
 c) V - F - F - V. 
 d) F - F - V - F. 
 
6. Os materiais amorfos não apresentam ordenação atômica de longo alcance. Sobre os 
materiais amorfos, assinale a alternativa CORRETA: 
 a) Um material tipicamente cristalino, como o alumínio, em hipótese alguma poderá 
se tornar amorfo. 
 b) Um material amorfo pode ser obtido através do resfriamento de qualquer material 
em estado de equilíbrio. 
 c) Os materiais amorfos se apresentam sempre transparentes, como é o caso do vidro 
e de alguns tipos de polímeros. 
 d) Um material tipicamente cristalino pode se tornar amorfo se a taxa de 
resfriamento a partir do líquido for suficientemente elevada. 
 
7. Os materiais cerâmicos podem ser utilizados em várias aplicações em que suas 
propriedades específicas são interessantes. Sobre essas propriedades, assinale a 
alternativa CORRETA: 
 a) Os materiais cerâmicos apresentam baixa temperatura de fusão. Por esse motivo, 
estes são geralmente obtidos pelo processo de fundição. 
 b) Asligações químicas das cerâmicas oxidas são do tipo iônica e de elevada 
energia de ligação, resultando na elevada temperatura de fusão desses 
materiais. 
 c) Os átomos da camada de valência dos materiais cerâmicos são livres, resultando 
em elevada condutividade elétrica desses materiais. 
 d) As ligações químicas das cerâmicas oxidas são do tipo ponte de hidrogênio, 
fazendo com que as moléculas tenham elevada mobilidade. 
 
8. Engenheiros alemães estão desenvolvendo uma alternativa sustentável para a 
produção de plásticos de alto desempenho usando terpenos, que são hidrocarbonetos 
encontrados em madeira rica em resina. Na produção de celulose, quando a madeira é 
quebrada para separar as fibras de celulose, os terpenos são isolados em grandes 
quantidades, surgindo como um subproduto, o óleo de terebintina. Paul Stockmann e 
seus colegas do Instituto de Bioengenharia e Engenharia de Interfaces desenvolveram 
um método escalonável para a escala industrial que converte o óleo de terebintina em 
precursores dos plásticos conhecidos como poliamidas. As poliamidas desempenham 
um papel importante na fabricação de componentes estruturais de alta qualidade, pois 
não apenas são resistentes ao impacto e à abrasão, como também resistem a muitos 
produtos químicos e solventes. Hoje, as poliamidas são produzidas principalmente a 
partir de petróleo bruto - o petróleo também é um hidrocarboneto, apenas considerado 
não renovável. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras 
e F para as falsas: 
 
( V ) A principal vantagem da produção da poliamida a partir de terpenos é a 
substituição da fonte tradicional (petróleo) pela madeira. A madeira, diferentemente 
do petróleo, é um recurso renovável. 
( F ) A produção de poliamida pelo método proposto apresenta grandes vantagens 
tecnológicas e econômicas em relação ao método de produção tradicional. 
( V ) As poliamidas são caracterizadas pela alta resistência ao ataque químico de 
solventes. 
( F ) As poliamidas são polímeros normalmente extraídos de alguns tipos de 
madeiras, as quais são ricas em resina, em processo já estabelecidos industrialmente e 
em grande escala. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
FONTE: 
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=bioplastico-
transparente-termicamente-estavel&id=010160181010#.W9EBoXtKgdU. Acesso 
em: 24 out. 2018. 
 a) V - V - V - F. 
 b) F - V - F - V. 
 c) V - F - V - F. 
 d) V - V - V - V.
 
9. 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 vida útil 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 III e IV estão corretas. 
 b) As afirmativas I, II e III estão corretas.
 c) As afirmativas II e IV estão corretas. 
 d) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 
10. A maioria dos materiais são agrupados de acordo com as suas caraterísticas físico-
químicas em metais, cerâmicas e polímeros. Embora não seja possível generalizar, 
observa-se que, em geral, os materiais de uma mesma classe apresentam algumas 
características (ou propriedades) típicas. O conhecimento dessas características 
comuns é o passo inicial para a seleção de materiais para certas aplicações. Com 
relação aos tipos e características dos materiais, analise as afirmativas a seguir: 
 
I- Os materiais metálicos apresentam propriedades adequadas para o 
desenvolvimento de estruturas que suportam cargas mecânicas, como a alta 
resistência mecânica e a deformação plástica (aviso de falha). 
II- Os polímeros apresentam ligações iônicas (fortes), o que permite a sua aplicação 
em situações em que há mudanças bruscas de temperatura, com picos de temperatura 
superiores ao ponto de fusão dos aços. 
III- A utilização de materiais cerâmicos é bastante abrangente, ou seja, eles podem 
ser utilizados em diversas aplicações. A principal desvantagem, no entanto, diz 
respeito ao seu baixo ponto de fusão, o que limita a aplicação em altas temperaturas. 
IV- Apesar dos metais, via de regra, apresentarem maior resistência mecânica 
quando comparados aos materiais poliméricos, esses últimos vêm gradativamente 
substituindo os metais em componentes de automóveis, pois são mais leves e 
propiciam economia de combustível. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 a) As afirmativas II e III estão corretas. 
 b) As afirmativas I e IV estão corretas. 
 c) As afirmativas I, II e IV estão corretas.
 d) Somente a afirmativa IV está correta.