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

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Desenvolvimento dos materiais

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Ciência e engenhariados materiais

• ¿ ciência dos materiais?• ¿ engenharia dos materiais?• ¿material?• ¿ estrutura?• ¿ propriedade?• ¿ porquê estudar CEM?

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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

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Classificação dos materiais

• metais e ligas• polímeros• cerâmicos e vidros• compósitos

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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