Introduo Cincia dos Materiais

Metais

Materiais metlicos so compostos de um ou mais elementos metlicos (ex.: Ferro, Ao)

arranjados de forma ordenada. So em sua maioria resistentes porm deformveis. Alm

disso, so bons condutores de eletricidade devido grande quantidade de eltrons

deslocalizados. So tambm bons condutores trmicos.

Quanto estrutura cristalina, como consequncia da ligao metlica (no-direcional), no h

restrio quanto posio e quantidade dos tomos prximos, levando a empacotamentos

compactos. As estruturas cristalinas mais comuns so a cbica de corpo centrado, cbica de

faces centradas e a hexagonal compacta.

Os metais so utilizados principalmente em estruturas (edifcios, veculos, etc.) por serem

resistentes e deformveis. Como so bons condutores eltricos, so usados em fios, eletrodos

e outros. Utilizados tambm na produo de produtos tecnolgicos.

Cermicas

Os materiais cermicos, ou simplesmente cermicas, so compostos por pelo menos dois

elementos, entre metlicos e no-metlicos. Geralmente formadas por xidos, nitretos e

carbetos, tm, em sua maioria, estruturas cristalinas mais complexas do que as dos metais.

So materiais duros porm frgeis e maus condutores de calor e eletricidade, ainda que mais

resistentes do que metais e polmeros a temperaturas altas e outras condies extremas.

As estruturas dos materiais cermicos so muito variadas, uma vez que a definio engloba

diversas substncias com menores e maiores graus de carter inico. Algumas podem ser

considerados como sendo compostos por ctions e nions, enquanto outras tm ligaes de

carter completamente covalente.

Os materiais cermicos tambm tm muitas aplicaes: como so maus condutores trmicos,

so bastante utilizados como isolantes, como em placas em nibus espaciais (reentrada na

atmosfera); so usados como materiais de construo (tijolos, telhas, etc.); usados tambm

como abrasivos, a exemplo de sua utilizao nos discos de freio; coletes prova de bala;

sensores; implantes; catalisadores.

Polmeros

Polmeros so materiais geralmente orgnicos, formados por estruturas repetidas (cadeias

carbnicas), que tipicamente tm baixa densidade e podem ser muito flexveis. A borracha e o

plstico so exemplos de polmeros muito utilizados.

A estrutura dos polmeros depende em grande parte das cadeias que os compem, podendo

ser lineares, torcidos, organizados em redes ou cristais, ramificados, etc.

Os plsticos tm diversas aplicaes, na fabricao de inmeros produtos tecnolgicos,

utenslios domsticos, estruturas, etc.; as borrachas tm uma gama de aplicao comparvel;

h muitos outros polmeros, como o nilon e outras fibras, muito utilizados e com vasta gama

de aplicao.

estruturas cristalinas comuns dos metais

Compsitos

Compsitos so a combinao de dois ou mais materiais, que visam o aproveitamento das

melhores ou mais desejadas para certa aplicao caractersticas destes materiais. So

considerados compsitos materiais deste tipo e que so produzidos artificialmente, em

contraste com a madeira, por exemplo, que composta por fibras de celulose envolvidas por

lignina. As ligas metlicas e os polmeros multifsicos tambm so exemplos de materiais

compsitos. A maioria dos compsitos so compostos por uma fase matriz que envolve uma

fase dispersa, cujas propriedades, quantidades relativas, concentrao e disposio

determinam as propriedades do compsito. So geralmente classificados em trs grupos:

compsitos reforados com partculas, compsitos reforados com fibras e compsitos

estruturais.

Os materiais compsitos tm inmeras aplicaes, geralmente na rea de engenharia

avanada, em que se precisa de materiais com caractersticas especficas e/ou de alto

desempenho, em combinaes no usuais ou no encontradas na natureza. O concreto um

compsito muito utilizado na engenharia civil como material estrutural; compsitos polimricos

reforados com fibras so utilizadas em componentes de aeronaves militares, em lminas de

rotores de helicpteros, placas de circuitos, raquetes de tnis entre outros.

Semicondutores

Semicondutores so materiais com condutividade eltrica intermediria, entre aquela dos

condutores e aquela dos isolantes. As caractersticas eltricas desses materiais so muito

sensveis a concentraes extremamente pequenas de impurezas, que podem ser controladas

a fim de se obter as propriedades desejadas. Tm aplicao principalmente na fabricao de

circuitos integrados.

Biomateriais

Biomateriais so aqueles desenvolvidos com o objetivo de ser usados no corpo humano, seja

como implante ou substituindo partes do corpo. Tm a caracterstica de serem no-txicos e

no causarem reaes biolgicas adversas. Podem ser metais, cermicas, compsitos e

semicondutores, desde que atendam a estas restries.

Materiais Inteligentes

Materiais inteligentes so aqueles que reagem a mudanas no ambiente em que se encontram,

ou seja, mudam suas caractersticas em resposta a variaes das condies do ambiente. Os

materiais com memria de forma revertem a sua forma original quando de uma variao de

temperatura, aps deformados; as cermicas piezoeltricas apresentam contrao ou

expanso quando aplicado um campo eltrico ou tenso, e produzem corrente quando tm

suas dimenses alteradas; os materiais magnetoconstritivos se comportam de maneira

anloga, porm em relao presena de campos magnticos; e os fluidos eletrorreolgicos e

magnetorreolgicos mudam de viscosidade na presena de campos eltricos e magnticos,

respectivamente.

Nanomateriais

Nanomateriais so materiais desenvolvidos a partir da manipulao precisa de tomos e

molculas, o que resulta em propriedades que no poderiam ser obtidas por outros meios. Os

nanomateriais, como os nanotubos de carbono, so muito utilizados na rea da medicina e

biologia celular e na tecnologia de ponta.

Referncia: CALLISTER, W. D. Fundamentos da Cincia e Engenharia dos Materiais: Uma

Abordagem Integrada. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.