Aula 5 - Materiais sólidos de engenharia

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Química Tecnológica – ARA0056 
Materiais Sólidos de Engenharia
Prof. Fábio Oliveira, M.Sc.
2021
Tema 3 – Ligações químicas
Qual material sólido é mais resistente?
Classificação dos 
Materiais Sólidos
Metais
• Combinações de elementos metálicos e
elementos não metálicos (carbono, oxigênio, etc).
• Os átomos encontram-se arranjados de forma
muito ordenada.
• Resistentes, rígidos, bons
condutores de eletricidade
e de calor além de serem dúcteis.
Cerâmicas
• Formados por elementos metálicos e
elementos não metálicos: óxidos, nitretos e
carbetos (Al2O3, SiO2, SiC).
• Isolantes à passagem de eletricidade e calor e
resistentes à temperaturas altas.
• Duros e frágeis.
Polímeros
• Compostos orgânicos baseados na química do
carbono e hidrogênio.
• Possuem estruturas moleculares muito
grandes.
• Baixas densidades e extrema flexibilidade.
Compósitos
• Combinação de dois ou mais materiais
diferentes.
• Projetado para exibir uma combinação das
melhores características de cada um dos
materiais.
• Fibra de vidro: resistência do vidro e
flexibilidade do polímero.
Resistência de vários materiais
Materiais Avançados
Características
• Utilizados em aplicações de alta tecnologia.
• Materiais tradicionais cujas propriedades 
foram aprimoradas.
• Equipamentos eletrônicos, sistemas de fibra 
ótica, espaçonaves e foguetes militares.
Semicondutores
• Utilizados em função das características
elétricas.
• Extremamente sensíveis à átomos impuros.
• Advento dos circuitos integrados: revolução
nas indústrias de computadores.
Biomateriais
• Empregados em componentes implantados no
corpo humano.
• Materiais necessariamente biocompatíveis.
• Podem ser metais, cerâmicas, polímeros,
compósitos e semicondutores.
Materiais do Futuro
Materiais Inteligentes
• Materiais capazes de “sentir” mudanças e
responder de forma predeterminada, como
ocorre em organismos vivos.
• Um sensor detecta um sinal e um atuador que
executa uma resposta.
• Ligas com memória de forma.
Materiais Nanoengenheirados
• Ciência de “baixo para cima”.
• Dimensões estruturais na ordem de 10-9 m.
• Nanotubos de carbono.
Necessidade dos 
Materiais Modernos
Por que?
Existência contínua de desafios tecnológicos,
como:
• Energia nuclear
• Transportes
• Fontes de energias novas e econômicas
• Qualidade do meio ambiente
Porque...
http://www.ecotopia.com.br/em-busca-da-ecotopia/smartflower-o-girassol-fotovoltaico.html
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http://misteriosdomundo.org/cientistas-produzem-material-que-suporta-ate-o-calor-do-nucleo-da-terra/
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https://engenheirodemateriais.wordpress.com/tag/q-carbono/
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Seleção de Materiais e 
Considerações de Projeto
Existem diversos critérios para se estabelecer a
seleção de materiais, entre elas:
• Dimensionais
• Peso
• Resistência Mecânica
• Resistência ao Desgaste
• Fabricação
• Durabilidade
• Tipo de carregamento
• Variáveis operacionais
• Facilidade de fabricação
• Números de unidades
• Reciclagem
• Custo, etc...
Resumindo...
Exercícios
1) Como podem ser alteradas as propriedades dos
materiais?
2) A que se refere a estrutura dos materiais?
3) Como podem ser agrupadas as propriedades dos
materiais sólidos?
4) Quais os três grupos de materiais sólidos de engenharia?
Explique suas características.
5) Como engenheiro, qual será sua contribuição para a
inovação tecnológica do Brasil?