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vergilio-madureira-fonseca
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QM - introdução 1
Resumo
• perspectiva histórica da CEM• ciência e engenharia dos materiais –
alguns conceitos importantes• classificação dos materiais e principais
características• expectativas de desenvolvimento
QM - introdução 2
Desenvolvimento dos materiais
QM - introdução 3
Ciência e engenhariados materiais
• ¿ ciência dos materiais?• ¿ engenharia dos materiais?• ¿material?• ¿ estrutura?• ¿ propriedade?• ¿ porquê estudar CEM?
QM - introdução 4
Ciência e engenhariados materiais
• ciência dos materiais – conhecimento básico, relação entre a estrutura e as propriedades
• engenharia dos materiais – conhecimento aplicado, produção com características pre-determinadas
• ¿material? substância usada para produzir um bem• ¿ estrutura? arranjo dos componentes internos a
determinada escala (sub atómica, atómica microscópica e macroscópica)
• ¿ propriedade? natureza e amplitude da resposta de um material a determinado estímulo
• ¿ porquê estudar CEM? extrair, produzir, transformar, controlar, seleccionar, conservar
QM - introdução 5
Classificação dos materiais
• metais e ligas• polímeros• cerâmicos e vidros• compósitos
QM - introdução 6
Classificação dos materiais
metais e ligasferro e açoalumínio e ligascobre e ligasníquel e ligastitânio e ligas
polímerospolietileno (recipientes)policloreto de vinilo (canalisações)poliestireno (interior de
automóveis)polimetacrilato de metilo (perspex)borrachas
QM - introdução 7
Classificação dos materiais
cerâmicos e vidros• alumina• sílica• carboneto de silício (moldes
para lentes, rolamentos)• nitreto de silício
(ferramentas de corte)• porcelana• cristal
compósitos• madeira• fibra de vidro• polímeros reforçados
com fibra de carbono• cermet
QM - introdução 8
Metais e ligas• substâncias inorgânicas
com um ou mais elementos metálicos, podendo conter elementos não metálicos
• estrutura cristalina, bons condutores térmicos e eléctricos, resistentes e dúcteis
QM - introdução 9
Cerâmicos• materiais inorgânicos
constituídos por elementos metálicos e não metálicos quimicamente ligados (óxidos, nitretos e carbonetos)
• estrutura cristalina, não cristalina ou mista
• muito duros mas frágeis, baixa densidade, resistentes ao desgaste e a temperatura elevada, óptimos isoladores
QM - introdução 10
Polímeros• constituídos por longas
cadeias de redes de moléculas orgânicas (com carbono)
• não cristalinos, podendo apresentar algum grau de cristalinidade
• baixa densidade, maus condutores térmicos e eléctricos, em geral pouco duros e flexíveis
QM - introdução 11
Compósitos• misturas de dois ou
mais tipos de materiais, constituídos por uma matriz e um material de reforço, exibindo uma proporção significativa das propriedades de cada constituinte
• interfaces entre os constituintes bem definidas
QM - introdução 12
Semicondutores
• materiais com propriedades eléctricas entre as dos condutores e as dos isoladores• características eléctricas muito sensíveis a quantidades diminutas de impurezas• tornaram possíveis os circuitos integrados e revolucionaram a electrónica
microprocessador e chip de Si
QM - introdução 13
Expectativas de desenvolvimento
• materiais das células solares – caros e complexos• transportes – materiais com baixa densidade e resistência mecânica à temperatura ambiente e a quente, visando economias de combustível• materiais recicláveis