Baixe Ciência dos Materiais - Apostilas - Engenharia Metalúrgica e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Definições e Classificação dos Materiais Ciência e Engenharia dos Materiais Prof. Douglas Gouvêa Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 2/18 Objetivos • Apresentar a relação entre Ciência dos Materiais e Engenharia de Materiais. • Apresentar a relação entre composição, estrutura, processamento e propriedades/desempenho de um material. • Apresentar uma classificação dos diferentes tipos de materiais. Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 5/18 Tetraedro dos Materiais Propriedades Desempenho e Custo Composição Processamento Estrutura (de nano a macro) Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 6/18 Objeto da Ciência e Engenharia de Materiais Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 7/18 Composição e Estrutura • Composição – Natureza química dos materiais • Estrutura – Associada ao arranjo dos componentes do material em estudo – Pode (e deve) ser analisada em diferentes escalas • Estrutura em escala atômica (menor ou igual a nm = 10-9m) • Nanoestrutura (da ordem de nm) – Sólidos Amorfos (alguns nm) e Sólidos Cristalinos (~ >100nm até mm=10-3m) • Microestrutura (alguns µm = 10-6 m até mm) • Macroestrutura (normalmente igual ou maior que mm) 10/18 Processamento e Desempenho • Processamento: conjunto de técnicas para obtenção de materiais com formas e propriedades específicas. • Desempenho: resposta do material a um estímulo externo, presente nas condições reais de utilização. Exemplo : três amostras de alumina (Al2O3) processadas por diferentes rotas Monocristal (transparente) safira Policristal denso (translúcido) Policristal poroso (opaco) Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 11/18 São muitas perguntas... ...a serem feitas em cada caso! Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 12/18 Classificação dos Materiais • Os materiais podem ser classificados de diversas formas. • Uma classificação muito utilizada, é baseada na composição: – Metálicos – Cerâmicos – Poliméricos – Compósitos • Existem classificações segundo a função do material Cerâmicos → ← Metálicos ← Poliméricos Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 15/18 Polímeros • Composição : compostos orgânicos – Carbono, hidrogênio, oxigênio e outros elementos, tais como nitrogênio, enxofre e cloro. • Compostos de massas moleculares muito grandes (macro-moléculas). • Tipos de materiais : – Termo-plásticos. – Termo-rígidos. – Elastômeros. • Propriedades gerais : – Baixa densidade. – Flexibilidade e facilidade de conformação. – Tenacidade. – Geralmente pouco resistentes a altas temperaturas. Micrografia óptica de transmissão (usando luz polarizada cruzada) mostrando a estrutura esferulítica de um polietileno. Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 16/18 Compósitos (compostos) • Constituídos por mais de um tipo de material: – Matriz – Reforçador • Projetados para apresentar as melhores características de cada um dos materiais envolvidos. • Exemplos: – Produtos fabricados em “fibras de vidro” (“fiberglass”) → são constituídos por fibras de um material cerâmico (vidro) reforçando uma matriz de material polimérico. (a) superfície de fratura de um compósito de matriz polimérica com reforço de fibras de carbono; (a) (b) ( b) fibras de carbono trançadas, usadas em compósitos de matriz polimérica. Ciência e Engenharia dos Materiais – Prof. Douglas Gouvêa 17/18 Classificação segundo a função
