Ciências dos Materiais

Ciências dos Materiais

1. Introdução à Ciência dos Materiais

   • Material
     • "é aquilo que é constituído de matéria."
   • Matéria
     • "é tudo aquilo que ocupa lugar no espaço."
   • Tetraedro da Ciência e Engenharia de materiais
     • Propriedades: tipo de resposta a um estimulo
     • Estrutura: arranjo de átomos
     • Caracterização: processo em que a micro-estrutura e as propriedades de um material são avaliados
     • Processamento: maneira de moldar ou modificar
     • Aplicação: colocar em prática o material
   • Critérios que devemos adotar para selecionar um material:
     • Propriedade
     • Durabilidade
     • Custo
     • Segurança
   • Ciências dos Materiais
     • Está associada ao desenvolvimento e geração de conhecimento fundamental sobre os materiais.
       • “Materiais são substâncias com propriedades que as tornam úteis em máquinas, estruturas, dispositivos e produtos de consumo.”
   • Engenharia de Materiais
     • Está ligada à utilização desse conhecimento na viabilização e otimização de processos de transformação dos materiais em produtos finais.

2. Classificação dos Materiais

   • Polímeros
     • Compreendem os materiais comuns de plástico e borracha .
     • Alta flexibilidade; Baixa densidade; Leves, mas não são frágeis; Em geral são menos resistentes do que metais e cerâmicas
     • Tabela Periódica
   • Cerâmicas
     • São compostos formados entre elementos metálicos e não metálicos na maioria das vezes, elas consistem em óxidos, nitretos e carbetos
     • Relativamente rígidos e resistentes; Duros, Frágeis; Isolantes à passagem de calor e eletricidade; Resistentes a altas temperaturas e a ambientes severos.
     • Tabela Periódica
   • Metais
     • São combinações de elementos metálicos. Possuem grande número de elétrons não-localizados, ou seja, não estão ligados a qualquer átomo em particular.
     • Têm aparência brilhosa quando polidos; Condutores de eletricidade e calor; Geralmente são resistentes e deformáveis; Dúcteis.
     • Tabela Periódica
   • Compósitos
     • Combinações de dois ou mais materiais que mantém as suas propriedades individuais e que combinam as melhores propriedades dos seus constituintes
   • Semicondutores
     • Apresentam propriedades elétricas que são intermediárias entre condutores e isolantes
   • Biomateriais
     • São empregados em componentes para implantes de partes em seres humanos

3. Estrutura Atômica

   • Propriedades dos Materiais
   • A = Z + N
   • Níveis de Energia

4. Ligações Interatômicas

   • Iônicas
     • Resultam da transferência de elétrons de um átomo para outro; ligação predominante nos materiais cerâmicos; A ligação iônica resulta da atração eletrostática entre dois íons de cargas opostas.
       • Metal + Ametal
     • Ligações não direcionais
   • Covalentes
     • Compartilhamento de elétrons entre átomos; Ocorre entre átomos com pequenas diferenças de eletronegatividade; Os materiais poliméricos tipificam essa ligação.
       • Ametal + Ametal
   • Metálicas
     • É encontrada nos metais e suas ligas; Forma se com átomos de baixa eletronegatividade.
       • Metal + Metal

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