Apostila de CTM

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA Faculdade de Engenharia Eltrica

Prof. Carlos Eduardo TavaresMaro de 2009

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA Faculdade de Engenharia Eltrica

Cincia e Tecnologia dos Materiais

NDICECAPTULO I .................................................................................................................................................... 2 PROPRIEDADES GERAIS DOS MATERIAIS.............................................................................................. 2 1.1 Introduo .......................................................................................................................................... 2 1.2 Ligaes Qumicas (Reviso) ............................................................................................................ 3 1.2.1 Ligao Inica .............................................................................................................................. 4 1.2.2 Ligao Covalente ....................................................................................................................... 5 1.2.3 Ligao Metlica .......................................................................................................................... 6 1.2.4 Ligaes Secundrias ................................................................................................................... 6 1.3 Propriedades Fsicas........................................................................................................................... 6 1.3.1 Massa, volume e densidade.......................................................................................................... 6 1.3.2 Estado Fsico ................................................................................................................................ 7 1.4 Propriedades Eltricas ........................................................................................................................ 8 1.4.1 Condutividade e Resistividade Eltrica ....................................................................................... 8 a) Conduo nos slidos ..................................................................................................................... 10 b) Conduo nos lquidos.................................................................................................................... 10 c) Conduo nos gases ........................................................................................................................ 11 1.4.2 Resistncia e Condutncia Eltrica ............................................................................................ 12 1.4.3 Permissividade Dieltrica .......................................................................................................... 12 1.4.4 Rigidez Dieltrica ...................................................................................................................... 13 1.5 Propriedades Magnticas ................................................................................................................. 14 1.5.1 Permeabilidade e Susceptibilidade Magntica........................................................................... 14 1.6 Propriedades Mecnicas................................................................................................................... 15 1.6.1 Deformao nos metais .............................................................................................................. 15 1.6.2 Outras propriedades mecnicas.................................................................................................. 16 1.7 Propriedades Trmicas ..................................................................................................................... 17 1.8 Propriedades Qumicas .................................................................................................................... 18 1.8.1 Radiao ..................................................................................................................................... 18 1.8.2 Oxidao .................................................................................................................................... 19 1.8.3 Corroso ..................................................................................................................................... 19 1.9 Propriedades pticas ....................................................................................................................... 21 1.9.1 Refrao ..................................................................................................................................... 21 1.9.2 Reflexo ..................................................................................................................................... 22 1.9.3 Absoro .................................................................................................................................... 22 1.10 Bandas de Energia....................................................................................................................... 23 1.11 Classificao dos Materiais Eltricos ......................................................................................... 23 CAPTULO II ................................................................................................................................................. 24 MATERIAIS CONDUTORES ....................................................................................................................... 24 2.1 Introduo ........................................................................................................................................ 24 2.2 Caractersticas dos Condutores ........................................................................................................ 26 2.2.1 Variao da resistividade com a temperatura e a freqncia .................................................... 26 2.2.2 Resistncia de contato nos metais ............................................................................................. 27 2.3 Materiais de elevada condutividade ................................................................................................. 27

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA Faculdade de Engenharia Eltrica

Cincia e Tecnologia dos Materiais2.3.1 Cobre e suas Ligas ..................................................................................................................... 28 2.3.2 Alumnio e suas Ligas ................................................................................................................ 30 2.3.3 Chumbo (Pb) .............................................................................................................................. 32 2.3.4 Estanho (Sn) ............................................................................................................................... 32 2.3.5 Prata (Ag) ................................................................................................................................... 33 2.3.6 Ouro (Au) ................................................................................................................................... 34 2.3.7 Platina (Pt) ................................................................................................................................. 34 2.3.8 Mercrio (Hg) ............................................................................................................................ 34 2.3.9 Zinco (Zn) .................................................................................................................................. 35 2.3.10 Cdmio (Cd)............................................................................................................................. 35 2.3.11 Nquel (Ni) ............................................................................................................................... 36 2.3.12 Cromo (Cr) ............................................................................................................................... 36 2.3.13 Tungstnio (W) ........................................................................................................................ 37 2.3.14 Ferro (Fe) ................................................................................................................................. 37 2.3.15 Carvo, Carbono e Grafite ....................................................................................................... 38 2.4 Materiais de elevada Resistividade .................................................................................................. 41 2.4.1 Ligas de Aquecimento ............................................................................................................... 41 2.4.2 Ligas de Medio ....................................................................................................................... 41 2.4.3 Ligas de Regulao .................................................................................................................... 41 2.5 Aplicaes ........................................................................................................................................ 42 2.5.1 Resistores ................................................................................................................................... 43 2.5.2 Fusveis ...................................................................................................................................... 47 2.5.3 Bimetais ..................................................................................................................................... 50 2.5.2 Fios e cabos condutores ............................................................................................................. 54 2.6 Supercondutores .............................................