01 - Prova 01 - Ciência e Propriedade dos Materiais

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Acadêmico: Antonio Claudio da Rocha Bernardes (2469623)
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
Avaliação: Avaliação I - Individual ( Cod.:668768) ( peso.:1,50)
Prova: 29974818
Nota da Prova: 7,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Ao pensarmos em materiais de engenharia, lembramos mais frequentemente dos metais e
dos polímeros, embora os materiais cerâmicos também apresentem aplicações importantes
em função de suas características físico-químicas. Sobre essa classe de materiais, assinale a
alternativa CORRETA:
 a) Uma das vantagens das cerâmicas frente às demais classes de materiais é a sua baixa
sensibilidade a defeitos. Isso significa que os defeitos inseridos no processo de fabricação
não provocam interferência considerável nas propriedades.
 b) A ruptura frágil das cerâmicas oxidas é explicada em parte pelas suas estruturas
cristalinas com características assimétricas, aliada ao tipo de ligação química
predominantemente iônica e covalente.
 c) Os cerâmicos apresentam diversos sistemas de escorregamento, caminhos preferências
para a movimentação de discordâncias. Dessa forma, com a aplicação de tensão
mecânica experimentam pronunciado encruamento.
 d) Os materiais cerâmicos não apresentam elétrons livres, o que culmina em excelentes
propriedades elétricas, tornando esses tipos de materiais excelentes condutores elétricos.
2. Há cerca de dois anos, pesquisadores holandeses conseguiram sintetizar cerâmicas flexíveis
- um material que é tipicamente quebradiço fabricado na forma de folhas finas, que dobram-
se como papel. Agora, uma equipe da Universidade Purdue, nos EUA, encontrou uma forma
de trabalhar com blocos maiores de cerâmica e torná-la quase tão maleável quanto um metal.
O segredo está em aplicar uma corrente elétrica durante a fabricação da cerâmica, por um
processo chamado sinterização, por meio do qual um material em pó coalesce em uma
massa sólida - com a aplicação da eletricidade, o processo passa a ser conhecido como
sinterização flash. Enquanto os metais podem ser tensionados entre 10 e 20% sem se
quebrar, as cerâmicas tipicamente se fraturam com uma tensão de apenas 2 a 3%. Com o
processamento por sinterização flash, o material resiste a tensões entre 7 e 10%. Aplicando a
corrente elétrica durante a sinterização, a cerâmica ganha maleabilidade, podendo ser
facilmente moldada em temperatura ambiente. Desse modo, a novidade aqui está em
comprovar essa maleabilidade também sob altas temperaturas, justamente as condições nas
quais a cerâmica tipicamente opera em condições reais. Com base no exposto, analise as
afirmativas a seguir:
I- As cerâmicas são materiais tipicamente frágeis. Essa fragilidade existe em função da pouca
mobilidade de discordâncias nesse tipo de material.
II- De acordo com a pesquisa, as cerâmicas produzidas através da sinterização flash passam
a resistir a tensões máximas de 10%, da mesma ordem das tensões mínimas dos metais
(10%), sem se quebrar.
III- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, um feixe de fótons é direcionado para o
material durante o processo de sinterização.
IV- Na sinterização flash, proposta pela pesquisa, o material é produzido na forma de folhas
finas, que dobram-se como papel.
Assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=ceramica-
fabricada-eletricidade-deforma-como-metal&id=010160180615#.W9EJ7ntKgdU. Acesso em:
24 out. 2018.
 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 II estão corretas.
3. Os materiais compósitos são uma classe específica de materiais. Estão presentes em
diversas áreas, sendo utilizados na fabricação de 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 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.
 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 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.
 d) 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.
4. "Químicos da Universidade de Oulu, na Finlândia, desenvolveram um bioplástico sintético
que, diferentemente dos tradicionais plásticos à base de carbono ou de outros bioplásticos,
fornece proteção contra a radiação ultravioleta (UV) do Sol. O copolímero à base de
biomassa evita que a radiação UV passe graças a sua estrutura baseada em
bifuranos/furano, que é um composto produzido pela destilação da madeira. A transparência
do bioplástico é boa o suficiente para aplicações práticas, garante a equipe, como a
cobertura de estufas ou áreas de convivência. Além disso, o material funciona como uma
barreira física de 3 a 4 vezes mais forte que a do plástico PET padrão. As matérias-primas
utilizadas na produção do biopolímero são hidroximetilfurfural (HMF) e furfural, que são
produtos de biorrefinarias derivados de celulose e hemicelulose. O experimento mostra que é
possível desenvolver bioplásticos com melhores propriedades do que os plásticos derivados
de fósseis produzidos atualmente. A equipe patenteou o material e está se preparando para
ampliar sua escala de produção. Apesar de chamá-lo de "bioplástico ecológico", contudo, há
preocupações quanto a eventuais danos à saúde humana dos furanos". Sobre o exposto,
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) De acordo com o texto, o material desenvolvido se apresenta três a quatro vezes mais
eficiente como barreira para radiação UV quando comparado ao politetrafluoretileno.
( ) Os pesquisadores batizaram o material como "bioplástico ecológico", utilizando como
argumento a utilizando de matérias-primas que não são derivadas de origem fóssil, como o
petróleo.
( ) Apesar da não utilização de materiais de origem fóssil, o bioplástico desenvolvido
apresenta outras características que precisam ser consideradas, tendo em vista a possível
influência dos furanos na saúde humana.
( ) De acordo com o texto, o material desenvolvido apresenta-se como um barreira física
para radiação UV, com propriedades de três a quatro vezes superiores ao melhor material
disponível no mercado para esse tipo de aplicação.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-
bioplastico-protege-contra-radiacao-uv&id=010160200323#.Xpecb8hKiUk. Acesso em: 15
abr. 2020.
 a) V - F - F - V.
 b) F - V - V - F.
 c) V - V - V - F.
 d) F - F - V - V.
5. Os diferentes tipos de materiais apresentam combinações diferentes de átomos. Além do
arranjo cristalino diferente entre diferentes tipos de materiais, dependendo dos átomos
envolvidos, haverão ligações químicas com determinadas características. Com relação às
ligações químicas dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I- As ligações químicas nos materiais podem ser do tipo primária ou do tipo secundária. As
ligações primárias são do tipo iônicas, covalentes ou metálicas.
II- As ligações iônicas são típicas de átomos com baixa diferença de eletronegatividade.
III- As ligações metálicas são caracterizadas pela presença do denominado "mar de elétrons",
em que os elétrons da camada de valênciaestão livres, não pertencendo a átomos
específicos. 
IV- As ligações covalentes envolvem obrigatoriamente um átomo "A" não metálico ligado a
um átomo "B" não metálico.
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas II e IV estão corretas.
 b) As afirmativas I, III e IV estão corretas.
 c) Somente a afirmativa I está correta.
 d) As afirmativas I e III estão corretas.
6. 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:
( ) 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.
( ) 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.
( ) 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).
( ) 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) F - F - V - F.
 b) F - V - V - F.
 c) V - V - F - V.
 d) V - F - F - V.
7. Os polímeros são materiais compostos por cadeias contendo carbono. Polietileno (PE),
polipropileno (PP) e policloreto de vinila (PVC) são exemplos dessa classe de materiais. Com
relação às características e propriedades desses materiais, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Os polímeros são classificados como termofixos ou termoplásticos. Os polímeros
termoplásticos podem ser facilmente reciclados, pois mantém as suas propriedades com o
processo de reaquecimento para posterior conformação em um novo produto.
 b) Quando comparados aos metais, apresentam melhor resistência à oxidação,
especialmente aquela causada pelos raios UV. Isso se deve à elevada energia de ligação
entre as cadeias poliméricas.
 c) Todos os tipos de polímeros podemos ser reciclados, pois não perdem suas propriedades
com reaquecimento para conformação de um novo produto. Essa é uma das principais
vantagens do emprego desse tipo de material.
 d) Os polímeros são normalmente processados em altas temperaturas (acima de 900 graus
Celsius), fator que torna o processo de fabricação (por exemplo, injeção) caro e
economicamente dependente do custo energético.
8. Os polímeros são compostos por cadeias contendo carbono. Essas cadeias apresentam
longo comprimento quando comparados a sua unidade básica (mero). Com relação aos
polímeros e ao arranjo das cadeias poliméricas, analise as afirmativas a seguir:
I- As cadeias poliméricas são compostas por vários meros. Os meros são a menor unidade
de arranjo de átomos que descreve a estrutura de uma cadeia do polímero, de forma análoga
a uma célula unitária dos materiais metálicos.
II- As cadeias poliméricas podem ser arranjadas de forma ordenada, ou desordenada. De
fato, uma polímero cristalino é composto por cristalitos. Esses cristalitos contém regiões onde
as cadeia estão ordenadas, intercaladas com regiões amorfas.
III- A menor unidade de uma cadeia polimérica que a descreve é denominada célula unitária.
Os polímeros apresentam estrutura cristalina do tipo hexagonal compacta.
IV- Os polímeros apresentam transformações polimórficas em função da temperatura. Os
polímeros cristalinos apresentam um transformação displasiva a 573 graus Celsius.
Assinale a alternativa CORRETA:
 a) As afirmativas I e III estão corretas.
 b) As afirmativas II, III e IV estão corretas.
 c) As afirmativas I e II estão corretas.
 d) Somente a afirmativa I estão correta.
9. Alguns tipos de metais apresentam estruturas cristalinas do tipo cúbica. Esses tipos de
estruturas diferem entre si pela distribuição dos átomos da célula unitária, sendo essa
dependente de vários fatores, tais como o raio atômico e a temperatura. Sobre as estruturas
do tipo cúbica, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As estruturas cúbicas apresentam os eixos a, b e c, os quais podem variar em
comprimento entre si em uma mesma estrutura.
 b) São exemplos de estrutura cúbica: CFC, CCC, HC, monoclínica e triclínica.
 c) Em uma estrutura cúbica simples, os átomos ficam posicionados tanto nas arestas do
cubo quanto no centro da estrutura cristalina.
 d) Em uma estrutura cúbica de faces centradas (CFC), temos no interior da célula unitária o
equivalente a quatro átomos. O restante do volume do átomo correspondo ao vazio entre
os átomos.
10."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, analise
as afirmativas a seguir:
I- As ligas de alumínio apresentam baixa densidade quando comparadas aos aços, o que
motiva o desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da sua resistência mecânica.
Através de duas técnicas distintas, a pesquisa demonstrou que é possível obter resistências
comparáveis as dos aços inoxidáveis. 
II- O incremento na resistência de ligas de alumínio foi obtido, nesse estudo, através da
introdução de falhas de empilhamento. A introdução dessas distorções na estrutura cristalina
é mais difícil nos materiais com elevada energia de falha de empilhamento. 
III- O estudo demonstrou que é possível obter ligas de alumínio de baixo custo e com
propriedades equivalentes a dos aços inoxidáveis. As falhas de empilhamento características
dessas ligas (fases 9R) são facilmente obtidas pelo processo de fundição, utilizando
nanopartículas de Zn. 
IV- As falhas de empilhamento são facilmente introduzidasem metais como o cobre e a
prata, pois apresentam menor energia de falha de empilhamento que o alumínio. Para
aumentar a resistência da liga de alumínio estudada, foi necessário introduzir falhas de
empilhamento específicas, chamadas de fases 9R. 
Assinale a alternativa 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) As afirmativas I, II e IV estão corretas.
 b) As afirmativas I e III estão corretas.
 c) As afirmativas III e IV estão corretas.
 d) As afirmativas II e III estão corretas.
Prova finalizada com 7 acertos e 3 questões erradas.