O mundo dos materiais (1)

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Ciência e Tecnologia 
dos Materiais
O mundo dos materiais
Prof. J.C. Toniolo – Setembro de 2020
Posses materiais de uma família. Fonte: Menzel, 1994. 
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Produtos esportivos sofisticados exigem avanços em materiais projetados. 
Fonte: Golovkin, 2014.
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Drone consegue voar sob temperaturas extremas -20 a 60ºC. 
Fonte: SC Fibras e Resinas - Compósitos, 2017.
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 Fonte: Smith, 2010.
Evolução dos materiais da engenharia com o tempo. Fonte: Ashby, 1999.
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Ou compósitos.
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Exemplos de peças metálicas comuns, incluindo molas e garras. Fonte: Elgiloy, 2020.
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Diversas peças de liga de alumínio fundido. Fonte: Metalica Construção Civil, 2019.
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Derrame de ferro fundido em moldes para modelagem. 
Fonte: Vulcano Empresa Júnior, 2020. 
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Cerâmicas para aplicações em fornos e processamento químico. 
Fonte: Macéa Cerâmica, 2020.
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Fonte: Vidraçaria Água Branca, 2020.
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Amostras de ABS granulados para fabricação de copolímeros. 
Fonte: Fogaça, 2020.
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Painel traseiro no Porsche 911 é uma aplicação de um polímero de engenharia 
com fibra de carbono. Fonte: SC Fibras e Resinas - Compósitos, 2017. 
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Relação entre estrutura, 
propriedades e método de 
processamento. Ex. Laminação 
de alumínio em chapa, o 
processo de laminação modifica 
a estrutura metálica e aumenta 
sua resistência mecânica. 
Fonte: Askeland, 1996. 
PropriedadesEstrutura
Método de 
processamento
Chapa
R
es
is
t.
 m
ec
.
Deformação
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Ciências dos materiais vs. Engenharia dos materiais. Fonte: Shackelford, 2008.
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Propriedades 
mecânicas. 
Fonte: Ashby, 
2019. 
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Propriedades elétricas, 
magnéticas e ópticas.
Fonte: Ashby, 2019. 
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Propriedades térmicas e químicas. Fonte: Ashby, 2019. 
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Comparação de estruturas cristalinas para 
(a) alumínio (cúbica de face centrada) e (b) 
magnésio (hexagonal). Fonte: Shackelford, 
2008.
Contraste no comportamento mecânico de (a) 
alumínio (relativamente dúctil) e (b) magnésio 
(relativamente frágil), resultado de uma estrutura 
em escala atômica. Cada amostra foi ensaiada até 
à fratura. Fonte: Shackelford, 2008.
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(a) Microestrutura porosa Al2O3 policristalina resulta em (b) material 
opaco (c) microestrutura Al2O3 quase-livre de poros resulta em 
(d) material translúcido. Fonte: Shackelford, 2008.
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(a) Sequência de escolhas levam à seleção de metais como tipo de 
material apropriado para construção de um cilindro de gás. Fonte: 
Shackelford, 2008.
Metais
Cerâmicos 
Polímeros
Semicondutores
Compósitos
Resist. Dúctil Custo
Seleção de material para cilindro de 
gás com pressão de 14 MPa para 
períodos indefinidos
Referências
[1] ASHBY, M. et al. Materials – Engineering, science, processing and design 4º 
edition – Cambridge: Butterworth-Heinemann, 2018.
[2] ASHBY, M. et al. Materials and design. The art and science of material selection 
in product design – Cambridge: Butterworth-Heinemann, 2002.
[3] ASKELAND, D.R. The science and engineering of materials. 3º edition – Sheffield: 
Springer Science+Business Media Dordrecht, 1996.
[4] CALLISTER, W.D. et al. Ciência e engenharia de materiais – Uma introdução. 8 
edição – Rio de Janeiro: LTC, 2012.
[5] NEWELL, J. Essentials of modern materials science and engineering. Hoboken: 
John Wiley & Sons, 2009. 
[6] SHACKELFORD, J.F. Introdução à ciência dos materiais para engenheiros. 
6º edição – São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
[7] SMITH, W.F. et al. Fundamentos de engenharia e ciência de materiais. 5º edição 
– Porto Alegre: Mc Graw Hill & Bookman, 2010. 
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