AULA 1 - QUÍMICA GERAL E CIENCIA DOS MATERIAIS

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Sejam bem-vindos!
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS 
MATERIAIS
2020.2
PRISCILA BORGES DE MORAIS
priscila.morais@unp.br
Engenheira Mecânica
Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais
Especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho
priscilaborgesm@hotmail.com
Nossa disciplina...
Nossa
EMENTA
Competências que vamos
DESENVOLVER
 I. Analisar e Resolver Problemas
 II. Pensamento voltado as ciências exatas e naturais - Aplicar conhecimentos científicos nas atividades da
profissão.
 III. Espírito de pesquisa - Pesquisar e realizar experimentos com rigor científico para solucionar problemas,
buscando a inovação.
 IV. Ética e responsabilidade socioambiental - Atuar com ética e em conformidade com os aspectos
socioambientais, com ações pautadas na sustentabilidade e na adoção de tecnologias limpas.
N o s s o CRONOGRAMA
SEG Tema
1 25/08 Boas-vindas com o Coordenador
2 01/set
Importância do desenvolvimento e seleção de materiais
3 08/set
Estrutura atômica e distribuição eletrônica
Tabela e Propriedades Periódicas
4 15/set Ligações: iônica, covalente, metálica
5 22/set
Estrutura dos Sólidos Cristalinos/ Imperfeições nos Sólidos
6 29/set
Estrutura dos Sólidos Cristalinos/ Imperfeições nos Sólidos
7 06/out
AVALIAÇÃO N1 – PROVA 1
8 13/out
Propriedades Mecânicas dos Metais
9 20/out Ensaios Mecânicos
10 27out
Diagramas de Fases
Transformações de Fases 
11 03/nov AVALIAÇÃO N1 – PROVA 2
12 10/nov Reações Químicas, Eletroquímica
13 17/nov Eletrólise
14 24/nov Materiais Cerâmicos
15 01/dez Materiais Poliméricos, Compósitos
16 08/dez Avaliação N2
18 15/dez APS
19 22/dez PERÍODO DE PROVA SUBSTITUTIVA
* Os cronogramas e as avalições 
podem sofrer alterações que serão 
comunicadas com antecedência à 
turma.
Sistema de Avaliações
D I S C I P L I N A S
TEÓRICAS e TEÓRICO-PRÁTICAS
N1
PESO 
4
N2
PESO 
6
A2 – AVALIAÇÃO(ÕES) A SER(EM) DEFINIDA(S) DE ACORDO COM OS 
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM (9,0 pontos) + APS (1,0 ponto)
Ou
SUB – AVALIAÇÃO SUBSTITUTIVA (APENAS se o aluno não realizar a 
A2 ou não alcançar a média 6,0 na disciplina. Substitui a nota da A2 quando a 
nota da SUB for superior)
0  10
CÁLCULO MÉDIA FINAL (MF) (N1*0,4) + (N2*0,6)
MODA L I D A D E
PRESENCIAL
A1 – AVALIAÇÃO(ÕES) A SER(EM) 
DEFINIDA(S) DE ACORDO COM OS OBJETIVOS DE 
APRENDIZAGEM
0  10
APS
As atividades práticas supervisionadas (APS) compreendem atividades individuais ou em
grupo que prevêem a aplicação prática do que foi lecionado nas disciplinas. São
integralizadas à carga horária da disciplina conforme dispositivo legal definido pelo
Ministério da Educação (MEC).
Atividade Prática Supervisionada tem como objetivos proporcionar a você estudante:
• A aplicação dos conhecimentos adquiridos na disciplina;
• O desenvolvimento da sua autonomia no cumprimento das tarefas, mediante supervisão;
• A corresponsabilidade pelo seu aprendizado;
• A contextualização das especificações da área de conhecimento e/ou mercado de
trabalho.
Importância do 
desenvolvimento e seleção 
de materiais
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
• Transportes
• Habitação
• Vestuário
• Comunicação
• Lazer
Todos os seguimentos da nossa vida diária são influenciados em maior ou em 
menor grau pelos materiais.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Evolução da utilização dos materiais
Os primeiros seres humanos tiveram acesso a apenas um número bem limitado de materiais,
aqueles encontrados na natureza: pedra, madeira, argila, peles, e assim por diante.
Com o tempo descobriram técnicas para produção de materiais
que tinham propriedades superiores àquelas dos materiais
naturais, esses novos materiais incluíram as cerâmicas e vários
metais.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Evolução da utilização dos materiais
Além disso, foi descoberto que as propriedades de um material podiam
ser alteradas através de tratamentos térmicos e pela adição de outras substâncias.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Esse conhecimento adquirido ao longo do tempo, deu-lhes a condições para moldar, em
grande parte, as características dos materiais e as suas propriedades.
Foram desenvolvidos milhares de materiais diferentes,
com características relativamente especializadas os quais
atendem as necessidades da nossa sociedade moderna e
complexa.
Esses materiais incluem os metais, plásticos, vidros e as
fibras.
Evolução da utilização dos materiais
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Microestrutura
Propriedades 
Mecânicas
Propriedades 
Químicas
Propriedades 
Físicas
Projeto e 
Fabricação
Materiais
Resistentes a altas
Temperaturas
Materiais
Conjugados
Materiais 
Elétricos e
Magnéticos
Materiais
Eletrônicos
Ligas 
Novas
Materiais
Estruturais
CIÊNCIA DOS 
MATERIAIS
ENGENHARIA DOS 
MATERIAIS
Ciência dos materiais envolve as
relações que existem entre as
estruturas e as propriedades dos
materiais.
Engenharia dos materiais consiste no
projeto ou na engenharia para
estruturar um material para produzir
um conjunto predeterminado de
propriedades.
Cientista dos materiais:
desenvolve ou sintetiza
novos materiais
Engenheiro de
materiais: cria novos
produtos ou sistemas
usando materiais
existentes e/ou para
desenvolver técnicas
para o processamento
dos materiais.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Processamento
A estrutura do 
material 
dependerá de 
como ele é 
processado. 
Mecânica, 
elétrica, térmica, 
magnética, óptica
Arranjo dos 
componentes internos 
(elétrons, átomos, 
moléculas)
O desempenho 
de um material 
será uma função 
de suas 
propriedades. 
Os quatro componentes da disciplina de ciência e engenharia dos materiais e seu inter-
relacionamento.
Estrutura Propriedades Desempenho
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
POR QUE ESTUDAR CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS
Muitos cientistas experimentais ou engenheiros, sejam eles mecânicos, civis, químicos ou elétricos, irão uma
vez ou outra se deparar com um problema de projeto envolvendo materiais.
Condições de serviço: 
Dificilmente um material 
apresentar todas as 
características necessárias, 
podendo ser necessário abrir 
mão de uma característica por 
outra. 
Deterioração das 
propriedades dos materiais 
que possa ocorrer durante a 
operação
Aspectos econômicos: Quanto
irá custar o produto final
acabado?
Para a seleção de um material ,deve-se considerar:
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Materiais
Metais
Cerâmicos
Avançados
Compósitos
Polímeros
Nanomateriais
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
METAIS
Os materiais nesse grupo são compostos por um ou mais elementos metálicos (tais como ferro, alumínio, cobre,
titânio, outro e níquel) e, com frequência, também elementos não-metálicos (por exemplo, carbono, nitrogênio
e oxigênio) em quantidades relativamente pequenas.
TiO2
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
CERÂMICAS
As cerâmicas são compostos formados entre elementos metálicos e não-metálicos; na maioria das vezes elas
consistem em óxidos, nitretos e carbetos. Como óxido de alumínio, ou alumina, dióxido de silício, carbeto de
silicio, nitreto de silicio e ainda algumas cerâmicas tradicionais, aquelas que são compostas por minerais argilosos
(isto é argila), assim como o cimento e vidro.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
POLÍMEROS
Os polímeros incluem os familiares materiais plásticos e de borracha. Muitos deles são compostos orgânicos
quimicamente baseados no carbono, no hidrogênio e em outros elementos não-metálicos (como O, N e Si).
Possuem estruturas moleculares muito grandes, com frequência na forma
de cadeias que possuem átomos de carbono como a sua espinha dorsal.
Alguns polímeros
comuns e familiares são
o polietileno (PE), o
náilon, o cloreto de
polivinila (PVC), o
policarbonato (PC), o
poliestireno (PS) e a
borracha de silicone.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Um compósito é composto por dois (ou mais) materiais individuais, os quais se enquadram dentro das categorias
discutidas anteriormente, quais sejam:metais, cerâmicas e polímeros.
A meta de projeto de um compósito consiste em se atingir uma combinação de propriedades que não é exibida por
qualquer material isolado e, também, incorporar as melhores características de cada um dos componentes.
COMPÓSITOS
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
MATERIAIS AVANÇADOS
• Os materiais que são utilizados em aplicações de alta tecnologia (ou high-tech) são algumas vezes chamados
de materiais avançados.
Ex: equipamentos eletrônicos, computadores, sistemas de fibras ópticas, espaçonaves, aeronaves e foguetes
militares.
• Tipicamente são materiais tradicionais cujas propriedades forma aprimoradas, ou então, são materiais de alto
desempenho desenvolvidos recentemente.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
MATERIAIS AVANÇADOS
Eles podem pertencer a todos os tipos de materiais (tais como metais, cerâmicas, polímeros)
e são, em geral, de alto custo. Os materiais avançados incluem os semicondutores, os
biomateriais e o que nós podemos chamar de “materiais do futuro” (ou seja, materiais
inteligentes e materiais nanoengenharias).
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
SEMICONDUTORES 
Os semicondutores possuem propriedades elétricas que são intermediárias entre aquelas dos condutores
elétricas (tais como os metais e as ligas metálicas) e os isolantes (tais como as cerâmicas e os polímeros).
As características elétricas desses
materiais são extremamente sensíveis
à presença de pequenas
concentrações de átomos de
impurezas, cujas concentrações
podem ser controladas em regiões
espaciais muito pequenas.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
BIOMATERIAIS
Os biomateriais são empregados em componentes implantados no corpo humano para a substituição de partes do
corpo doentes ou danificadas. Esses materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com os
tecidos do corpo (i.e. eles não devem causar reações biológicas adversas). Todos os materiais citados anteriormente
podem ser usados como biomateriais.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
MATERIAL DO FUTURO
Materiais Inteligentes
Os materiais inteligentes são um grupo de novos materiais, de última geração, que estão sendo desenvolvidos
na atualidade e que irão possuir uma influência significativa sobre muitas das nossas tecnologias.
Os componentes de um material (ou
sistema) inteligente incluem algum tipo de
sensor (que detecta um sinal de entrada) e
um atuador (que executa uma função de
resposta e adaptação). Os autores podem ser
chamados para mudar a forma, a posição, a
frequência natural ou as características
mecânicas em resposta a mudanças na
temperatura, em campos elétricos e/ou
campos magnéticos.
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
MATERIAL DO FUTURO
Materiais Nanoengenheirados
A habilidade em arranjar cuidadosamente os átomos oferece oportunidades para o desenvolvimento de
propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas e outras propriedades que não seriam possíveis de outra
maneira. Ao estudo das propriedades desses materiais é conhecido como “nanotecnologia”
Ex: nanotubo de carbono (boas propriedades térmicas, elétricas e mecânica).
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Apesar do grande progresso que tem sido obtido ao longo dos últimos anos, no campo da
ciência e engenharia de materiais, ainda existem desafios tecnológicos, incluindo o
desenvolvimento de materiais ainda mais sofisticados e especializados, assim como
considerações sobre o impacto ambiental causado pela produção de materiais.
Regime Disciplinar
https://www.unp.br/institucional/documentos-institucionais/
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Nossa Biblioteca... 
Nossas
BIBLIOTECAS
www.unp.br/biblioteca
Acervo físico:
• Livros – mais de 300 mil volumes
• Multimeios – mais de 9 mil volumes
• TCC – mais de 17 mil trabalhos 
acadêmicos
Acervo eletrônico:
• Livros – mais de 20 mil títulos
• Periódicos – mais de 30 mil títulos
• Bases de dados – 26 bases de 
pesquisa
Portal do Aluno - Autoatendimento
(LOGIN E SENHA)
Biblioteca digital
Nossas Aulas Remotas...
Aulas
REMOTAS
 Fique atento ao Mural de Avisos. Lá você encontrará todas as principais informações da sua 
disciplina.
 Ingresse pontualmente na aula. Atrasos atrapalham a dinâmica da aula e pode comprometer o andamento 
da disciplina.
 As avaliações podem ser acessadas em Atividades.
 Os materiais da disciplina poderão ser acessados em Material de Aulas.
Aulas
REMOTAS
Principais informações da 
disciplina
Material de estudo postado pelo 
seu professor
Aqui você acessa suas avaliações 
para realizá-las
Aqui você verifica suas notas e 
provas já realizadas 
Acesso às aulas remotamente
Acesso às aulas gravadas pelo seu 
professor e ao link de registro de presença 
(frequência mínima para aprovação: 75%)
Algumas
DICASNão deixe para estudar nas vésperas das avaliações. 
Acostume-se a estudar um pouco todos os dias. Isso fará uma 
enorme diferença no seu desempenho final.
Utilize uma agenda para se organizar e não perder os prazos. 
Existem várias opções de aplicativos para esse fim.
Fique atento aos prazos das pesquisas institucionais (CPA). 
Sua participação é muito importante para nosso planejamento de melhorias.
Insira na sua rotina, momentos de leitura de temas variados.
Já é comprovado que a leitura desperta o raciocínio lógico e melhora sua 
escrita e habilidades de comunicação.
Fique
Ligado
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academica/nape
nape@unp.br
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Alguns
CONTATOS
ATIVIDADES
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Bom semestre!
“Educação não transforma o mundo. Educação muda 
as pessoas. Pessoas transformam o mundo.”
Paulo Freire