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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DOSMATERIAIS

Aula 01: Importância do estudo das Ciências dos Materiais e suas aplicações no campo da Engenharia

Prof. Iran Aragão

PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS


Apresentação do docente:

Iran Aragão Engenheiro Mecânico (IME-RJ) Mestrado em Engenharia Mecânica (IME-RJ) 26 anos na área de ensino, sendo 14 anos atuando no

Ensino Superior da Universidade Estácio de Sá.



Ao final desta aula, você será capaz de:

Definir a importância do estudo das Ciências dos Materiais e

suas aplicações no campo da Engenharia.



AVALIAÇÃO:



Vamos agora complementar seus estudos obtidos em

Mecânica e Resistência dos Materiais proporcionando a

você conhecimentos de Ciência dos Materiais bem como

suas aplicações.

INTRODUÇÃO



AS CIVILIZAÇÕES

O desenvolvimento das sociedades foi tão ligado aos

materiais, que as civilizações antigas foram designadas

por sua capacidade de manipular e produzir materiais,

a fim de satisfazer às suas necessidades.

VISÃO HISTÓRICA



AS CIVILIZAÇÕES

• Idade da Pedra;

• Idade do Cobre;

• Idade do Bronze;

• Idade do Ferro.

VISÃO HISTÓRICA



Corresponde ao período em que o homem

usava ferramentas criadas a partir de pedras

para cortar carnes e plantas.

VISÃO HISTÓRICA

IDADE DA PEDRA



• O cobre gerou algum impacto no mundo

antigo, pois produzia boas armas e

armaduras razoáveis, mas ainda era muito

macio para produzir ferramentas de corte

úteis.

VISÃO HISTÓRICA

• Conseqüentemente, o metalurgia do cobre não substituiu a

manufatura de armas e ferramentas de pedra, que ainda

produziam lâminas superiores.

Idade do Cobre



VISÃO HISTÓRICA

Idade do Cobre



• Período da civilização onde ocorreu o

desenvolvimento da metalurgia dos

bronzes, ligas de Cu com vários outros

elementos, incluindo o Sn, Al, Si e Ni.

VISÃO HISTÓRICA

• Os bronzes possuem maior dureza do que o Cu, bem como

boa resistência à oxidação. Foram largamente empregados

na produção de ferramentas, armas e objetos de arte.

Idade do Bronze



VISÃO HISTÓRICA



• O Fe não substituiu o bronze

imediatamente, devido à sua metalurgia

complexa, além de ser raramente

encontrado em sua forma elementar.

VISÃO HISTÓRICA

• Posteriormente as ligas ferrosas

tornaram- se as mais utilizadas entre os

metais, pela abundância de minério de Fe

e sua extrema versatilidade.

Idade do Ferro



RETIRAR

IDADE DO FERRO



• É a área da atividade humana associada com a geração e

com a aplicação de conhecimentos que relacionem

composição, estrutura e processamento dos materiais às

suas propriedades e aplicações;

CIÊNCIA DOS MATERIAIS



• É a área da atividade humana associada com a geração e

com a aplicação de conhecimentos que relacionem

composição, estrutura e processamento dos materiais às

suas propriedades e aplicações;

• procura formar uma ponte de conhecimentos sobre

materiais, que liga as ciência básicas às diversas

especialidades de engenharia.




• São as substâncias cujas propriedades as tornam

utilizáveis em estruturas, máquinas, dispositivos ou

produtos consumíveis;

O que são materiais?



• Visa essencialmente a descoberta de conhecimentos

fundamentais sobre os materiais.




• Visa essencialmente a descoberta de conhecimentos

fundamentais sobre os materiais.

• É um empreendimento com propósitos que alcançam

desde o micromundo dos átomos e dos elétrons até o

gigantesco macromundo material com funções e

serviços que apóiem o homem na busca das soluções

para os problemas da sociedade.




• Propriedades, Desempenho e Custo:

• Composição:

• Processamento:

• Estrutura de nano a macro:

Análise dos Materiais




Quais as propriedades dos materiais utilizados e quanto

custa?

• Composição:

• Processamento:







custa?

• Composição:

Que tipos de ligas metálicas e não-metálicas irei utilizar?

• Processamento:







custa?

• Composição:


• Processamento:

O material será produzido de que forma?







custa?

• Composição:


• Processamento:

O material será produzido de que forma?


Que tipo de tratamento térmico será aplicado?




• Os materiais sólidos são freqüentemente classificados

em três grupos principais:

• Materiais metálicos:

• Materiais cerâmicos:

• Materiais poliméricos ou plásticos:

CLASSIFICAÇÃO

• Materiais compósitos: Incorporado nesta classificação

nas últimas décadas.



• Além dos quatros grupos principais mencionados

anteriormente, existem alguns grupos emergentes de

materiais, tais como:

CLASSIFICAÇÃO



• Além dos quatros grupos principais mencionados

anteriormente, existem alguns grupos emergentes de

materiais, tais como:

• materiais semicondutores;

• materiais supercondutores;

• polímeros condutores;

• silicones.

CLASSIFICAÇÃO



» Os materiais metálicos são normalmente uma combinação

de elementos metálicos;

» Possuem elétrons livres;

» Bons condutores de eletricidade e calor;

» Não transparentes;

» Muito resistentes;

» Facilmente deformáveis e pesados.

METAIS



APLICAÇÕES:

METAIS



» Composições de elementos metálicos e não

metálicos;

» Óxidos, nitretos e carbetos;

» Argilas, cimento e vidro;

» Normalmente isolantes;

» Duros e frágeis (quebradiços);

» Resistente a altas temperaturas (refratários);

CERÂMICAS



Aplicações

CERÂMICAS



» Plásticos, borrachas e adesivos;

» Compostos orgânicos baseados em carbono,

hidrogênio e outros elementos não metálicos;

» Produzidos pela criação de grandes estruturas

moleculares a partir de moléculas orgânicas;

» Baixa condutividade elétrica;

» Tipicamente tem baixa densidade e podem ser

extremamente flexíveis

POLÍMEROS



Aplicações:

POLÍMEROS



COMPÓSITOS

• Formados por dois ou mais tipos de materiais.

Aplicações:Compósitos de fibras reforçadas (fibras de carbono

em matriz polimérica) utilizados na estrutura debicicletas, bem como:



» Possuem propriedades elétricas intermediáriasentre condutores e isolantes;» Sensíveis à presença de impurezas.

Aplicações

SEMICONDUTORES



Até a próxima aula!

Bom Estudo!

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