ctm - aula 01 - introdução - prof robson almeida
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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
O que a Cincia e Engenharia dos Materiais?
Essa disciplina habilita o engenheiro a
trabalhar dentro de um campomuito amplo.
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O que a Cincia e Engenharia dos Materiais?
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
Classificao dos Materiais
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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
Classificao dos Materiais
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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
Classificao dos Materiais
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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
Classificao dos Materiais
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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
Classificao dos Materiais
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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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