CTM - Aula 01 - Introdução - Prof Robson Almeida

8/9/2019 CTM - Aula 01 - Introduo - Prof Robson Almeida

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Prof. Robson AlmeidaEng. Qumico, UNIOESTE, 1999.

Mestrado e doutorado em Desenvolvimento de Processos, UEM, 2007

Cincia e Tecnologia dos Materiais

Aula 01 - Introduo

PUCPR

Campus de Toledo

Engenharia Ambiental


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Histrico Os materiais esto mais entranhados em nossa cultura

do que a maioria de ns da conta.

Nos transportes, habitao, vesturio,comunicao, recreao e produode alimentos todos os setores soinfluenciados em maior ou menor graupelos materiais.


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Histrico De fato, as civilizaes antigas

foram designadas de acordocom seu nvel dedesenvolvimento em relaoaos materiais.

Idade daPedra

Idade do Bronze Idade do Ferro


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Histrico Os primeiros seres humanos

tiveram acesso a apenas umnmero limitado de materiais: osencontrados na natureza pedra,madeira, argila, peles, etc...

Com o tempo, descobriu-setcnicas para a produo demateriais com propriedades

superiores s dos naturais.


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O que a Cincia dos Materiais?

A Cincia dos Materiais faz parte doconhecimento bsico para todas asengenharias.

Cincia dos Materiais investiga as relaesentre as estruturas e as propriedades dosmateriais.

Engenharia dos Materiais cria novosprodutos com base nos materiais existentes.

importante saber a distino:


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O que a Cincia e Engenharia dos Materiais?

Os quatro componentes da disciplina cincia e engenhariados materiais e seu inter-relacionamento

Estrutura arranjo dos componentes internos.

Propriedades caracterstica intrnseca de um

material, podendo ser classificada emmecnica, eltrica, trmica, magntica,ptica e deteriorativa.

Processamento modo como fabricado.

Desempenho o quanto as caractersticas domaterial o tornam adequado para a aplicao

desejada.


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Propriedades dosPropriedades dos

MateriaisMateriais

Composio e ProcessoComposio e Processo

de Fabricaode Fabricao

MicroestruturaMicroestrutura

EE

NNGG

EE

NN

HH

AARR

II

AA


Essa disciplina habilita o engenheiro a

trabalhar dentro de um campomuito amplo.


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E o campo cada vez

aumenta mais!!

Entre 40.000 e 80.000diferentes, contando as

variantes

de tratamento trmico e

composiode cada material.

E a tendncia aumentar

ainda mais.

Quantos materiais

diferentes existem??


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Classificao dos Materiais

A classificao tradicional dos materiais

geralmente baseada na estrutura atmica e qumicadestes.

Metais

Cermicas

Polmeros

Compsitos

Semicondutores

Biomateriais

Classificaotradicional


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Metais Materiais metlicos so geralmenteuma combinao de elementosmetlicos.

Os eltrons no esto ligados anenhum tomo em particular e porisso so bons condutores de calor eeletricidade

No so transparentes luz visvel

Tm aparncia lustrosa quandopolidos

Geralmente so resistentes e

deformveis So muito utilizados para aplicaes

estruturais



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Materiais cermicos so geralmenteuma combinao de elementosmetlicos e no-metlicos.

Geralmente so xidos, nitretos ecarbetos

So geralmente isolantes de calor e

eletricidade So mais resistntes altastemperaturas e ambientes severosque metais e polmeros

Com relao s propriedadesmecnicas as cermicas so duras,

porm frgeis Em geral so leves

ALUMINA

Cermicas



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Materiais polimricos so geralmentecompostos orgnicos baseados emcarbono, hidrognio e outroselementos no-metlicos.

So constitudos de molculas muito

grandes (macro-molculas) Tipicamente, esses materiaisapresentam baixa densidade epodem ser extremamente flexveis

Materiais polimricos incluemplsticos e borrachas

Polmeros



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Materiais compsitos so

constitudos de mais de um tipo dematerial insolveis entre si.

Os compsitos so desenhadospara apresentarem a combinao dasmelhores caractersticas de cadamaterial constituinte

Muitos dos recentesdesenvolvimento em materiaisenvolvem materiais compsitos

Um exemplo clssico o compsitode matriz polimrica com fibra devidro. O material compsito

apresenta a resistncia da fibra devidro associado a flexibilidade dopolmero

Compsitos



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Materiais semicondutoresapresentam propriedades eltricasque so intermedirias entre metaise isolantes

Alm disso, as caractersticaseltricas so extremamente sensveis

presena de pequenas quantidadesde impurezas, cuja concentraopode ser controlada em pequenasregies do material (para formar as

junes p-n)

Os semicondutores tornaram possvel

o advento do circuito integrado querevolucionou as indstrias deeletrnica e computadores

Ex: Si, Ge, GaAs, InSb, GaN, CdTe..

InP

Semicondutores



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Biomateriais so empregados emcomponentes para implantes departes em seres humanos

Esses materiais no devem produzirsubstncias txicas e devem ser

compatveis com o tecido humano(isto , no deve causar rejeio).

Metais, cermicos, compsitos epolmeros podem ser usados comobiomateriais.

Biomateriais



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Materiais avanados

So materiais utilizados emaplicaes de tecnologia de ponta, ouseja, so materiais utilizados para afabricao de dispositivos oucomponentes que funcionam ouoperam usando princpiossofisticados

Exemplos destas aplicaes incluem:equipamentos eletrnicos (VCR, CDplayers, DVDs), computadores,sistemas de fibra ptica, foguetes emsseis militares, detectores, lasers,displays de cristal lquido, indstriaaeroespacial, etc.

Estes materiais so geralmentemateriais tradicionais cujaspropriedades so otimizadas oumateriais novos de alto desempenho.


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EXERCCIO

1) Classifique os materiais abaixo (em relao ao tipo de material mais

predominante) em Metal, Cermica, Polmero, Compsitos, Semicondutor ouBiomaterial:

a) lpis

b) borracha

c) parede de concreto

d) tinta da paredee) tijolo

f) garrafa PET

g) azulejo

h) pernas da cadeira da sala de aula

i) prtese dentria

j) obturao dentria

l) circuito integrado do celular

m) faca

n) vidro

Metal

Cermica

Biomaterial

Semicondutor

Polmero

Metal

BiomaterialMetal

Metal

Cermica

Cermica

CermicaPolmero

Polmero

Polmero


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Bibliografia

CALLISTER Jr, W. D. Cincia e engenharia de materiais uma introduo. 7 ed.Rio de Janeiro: LTC - Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A., 2008.

VAN VLACK, Lawrence H. Princpios de cincia e tecnologia dos materiais. Riode Janeiro: Campus, 1984.

TELLES, P. C. S., Materiais para Equipamentos de Processo. 6 ed. Rio de

Janeiro: Intercincia, 2003.

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