Centro de Engenharia e Computao - Cincias de Materiais Pgina 28 de 28

Centro de Engenharia e Computao - Cincias de Materiais Lista de Exerccios da PF - Valor = 1,0 ptos - Data de entrega: Dia da provaNa prova no ser permitido consulta a trabalho impresso ou xerocado. Problemas referentes ao item 7 (Cap 12/Charpter 13) 01.PF (12.9 Modificado) Monte uma tabela: (a) Na primeira coluna liste as quatro classificaes dos aos. (b) Para cada uma dessas classificaes, descreva sucintamente as suas propriedades em uma coluna e suas aplicaes tpicas em outra coluna. TIPOS DE AOPROPIEDADESAPLICAES

02PF (12.10) (a) Cite trs razes devido as quais as ligas ferrosas so usadas to amplamente, (b) Cite trs caractersticas das ligas ferrosas que limitam a sua utilizao.

03PF (12.11) Explique sucintamente por que os aos inoxidveis ferrticos e austenticos no podem ser tratados termicamente.

04PF (12.12) Qual a funo dos elementos de liga nos aos-ferramenta?

05PF (12.15 - Modificado) Monte uma tabela onde as linhas so: ferros fundidos cinzento e ferro fundido malevel a as colunas so: (a) composio e tratamento trmico, (b) microestrutura, e (c) caractersticas mecnicas.

06PF (12.17) Compare os ferros fundidos branco e nodular em relao a (a) composio e tratamento trmico, (b) microestrutura e (c) caractersticas mecnicas.

07PF (12.19 - Modificado) Qual a diferena principal entre ligas no ferrosas forjadas e as ligas no ferrosas fundidas?

08PF (12.20) Qual a diferena principal entre um lato e um bronze?

09PF (12. 23 - Modificado) Qual a diferena principal entre ligas de alumnio que podem ser tratadas termicamente das ligas que no podem ser tratadas termicamente?

10PF (12.24- Modificado) Monte uma tabela relacionando as propriedades que distinguem as ligas, suas limitaes, e suas principais aplicaes para os seguintes grupos de ligas: ligas de titnio, metais refratrios, superligas e metais nobres.

Problemas referentes ao item 8 (Cap 14/Charpter 13) 11PF (14.1) Cite duas caractersticas desejveis para os vidros.

12PF (14.3) Qual a distino entre temperatura de transio vtrea e a temperatura de fuso?

13PF (14.5) Compare as temperaturas nas quais os vidros dos tipos cal de soda, borossilicato, 96% slica, e slica fundida podem ser recozidos.

14PF (14.6) Compare os pontos de amolecimento para os vidros dos tipos 96% slica, borossilicato e cal de soda.

15PF (14.9) (a) Explique por que so introduzidas tenses trmicas residuais em uma pea de vidro quando esta resfriada.

(b) So introduzidas tenses trmicas em um processo de aquecimento? Dizer por que sim ou por que no.

(c) Como a espessura de uma pea de vidro afeta a magnitude das tenses trmicas? Por qu?

16PF (14.10) Os vidros de borossilicato e a slica fundida so resistentes a choques trmicos. Por que isto?

17PF (14.13) (a) O que devitrificao?

(b) Cite duas propriedades que podem ser melhoradas atravs de um processo de devitrificao e duas que podem ser prejudicadas.

18PF (14.16) De um ponto de vista molecular, explique sucintamente o mecanismo segundo o qual os minerais argilosos se tornam hidroplsticos quando se adiciona gua ao meio.

19PF (14.17) Peas cermicas grossas so mais suscetveis a trinca quando submetidas a um processo de secagem do que as peas mais finas. Por que isto acontece?

20PF (14.18) Explique por que uma argila, uma vez cozida a uma temperatura elevada, perde a sua hidroplasticidade.

21PF (14.19) (a) Quais so os trs componentes principais de uma cermica do tipo loua branca, tal como a porcelana?

(b) Qual o papel que cada um desses componentes desem penha nos procedimentos de conformao e cozimento?

22PF (14.23) Para os materiais cermicos refratrios, cite trs de caractersticas que so melhoradas e duas de suas caractersticas que so afetadas de maneira negativa pelo aumento da porosidade.

23PF (14.29) Compare a maneira segundo o qual o agregado de partculas fica colado entre si em misturas base de argila durante um processo de cozimento e em cimentos durante a pega.

24PF (14.30) Explique porque importante moer o cimento na forma de partculas finas.

Problemas referentes ao item 9 (Cap 16/Charpter 13). 25PF (16.18) Faa comparaes entre os polmeros termoplsticos e os polmeros termofixos;(a) em termos das caractersticas mecnicas quando estes so aquecidos, e;

(b) de acordo com possveis estruturas moleculares.

26PF (16.21) Com suas prprias palavras, descreva sucintamente o fenmeno da viscoelasticidade.

27PF (16.37) Compare as tcnicas de moldagem por compresso, injeo e transferncia, que so usadas para conformar materiais plsticos.

28PF (16.42) Deseja-se que um dado componente de borracha em sua forma final seja vulcanizado. A vulcanizao deve ser realizada antes ou depois da operao de conformao? Por qu?

29PF (16.43) Cite as duas caractersticas moleculares que so essenciais para os elastmeros.

30PF (16.48) Explique sucintamente a diferena na qumica molecular entre os polmeros de silicone e outros materiais polimricos.

31PF (16.49) Os polmeros de silicone podem ser preparados para existirem na forma de lquidos temperatura ambiente. Cite diferenas na estrutura molecular entre eles e os elastmeros base de silicone.

32PF (16.51) Liste duas caractersticas importantes para os polmeros que devem ser utilizados em aplicaes como fibra.

33PF (16.52) Cite cinco caractersticas importantes para polmeros que devem ser utilizados em aplicaes como filmes (pelculas) finos.

34PF (16.53) Qual dos seguintes filmes (pelculas) finos de polietileno teria as melhores caractersticas mecnicas: (1) conformado por insuflao, ou (2) conformado por extruso e depois laminado? Por qu?

Problemas referentes ao item 10 (Cap 17/Charpter 15). 35PF (17.1) Cite a diferena geral entre os mecanismos de aumento de resistncia para compsitos reforados com partculas grandes e compsitos reforados com partculas que tm o aumento de resistncia por disperso.

36PF (17.2) As propriedades mecnicas do alumnio podem ser melhoradas pela incorporao de partculas finas de xido de alumnio (Al2O3). Sabendo-se que os mdulos de elasticidade para esses materiais so, respectivamente, 69 GPa (10 X 106 psi) e 393 GPa (57 X 106 psi), plote o grfico (sete pontos so suficientes para cada limite) do mdulo de elasticidade em funo do volume percentual de Al2O3 no Al entre 0 e 100%vol, usando as expresses (17.1) e (17.2) [expressions (15.1) e (15.2)] para os limites superior e inferior.

37PF (17.6) (a) Qual a distino entre as fases matriz e dispersa em um material compsito?

(b) Compare as caractersticas mecnicas das fases matriz e dispersa para compsitos reforados com fibras.

38PF (17.7) (a) Qual a distino entre cimento e concreto?

(b) Cite trs limitaes importantes que restringem o uso do concreto como material estrutural.

(c) Sucintamente, explique trs tcnicas utilizadas para aumentar a resistncia do concreto por reforo.

39PF (17.8) Para um compsito reforado com fibras de matriz polimrica,: (a) liste trs funes da fase matriz;

(b) compare as caractersticas mecnicas desejadas para as fases matriz e fibra;

e (c) cite duas razes pelas quais deve existir uma ligao forte entre a fibra e a matriz na sua interface.

40PF (17.12) Dizer se possvel produzir um compsito com matriz epxi e fibras aramidas contnuas e orientadas que possua mdulos de elasticidade longitudinal e transversal de 57,1 GPa (8,28 X 106 psi) e 4,12 GPa (6 X 105 psi), respectivamente. Por que isso ou no possvel? Admita que o mdulo de elasticidade do epxi de 2,4 GPa (3,50 X 105 psi).

41PF (17.24) (a) Liste quatro razes pelas quais as fibras de vidro so comumente utilizadas como reforo;

(b) Por que a perfeio da superfcie das fibras de vidro to importante?

(c) Quais medidas so tomadas para proteger a superfcie das fibras de vidro?

Problemas referentes ao item 11 (Cap 19/Charpter 13). 42PF (19.20) Um fio metlico cilndrico com 2 mm (0,08 pol.) de dimetro exigido para conduzir uma corrente de 10 A com uma queda mnima de voltagem de 0,03 V por p (300 mm) de fio. Quais dos metais e ligas listados na Tabela 19.1 so possveis candidatos?

43PF (19.55) Em suas prprias palavras, explique o mecanismo segundo o qual a capacidade de armazenamento de cargas aumentada pela insero de um material dieltrico entre as placas de um capacitor.

44PF (19.62) Explique sucintamente porque o comportamento ferroeltrico do BaTiO3 cessa acima da sua temperatura Curie ferroeltrica.

45PF (19.63) Voc esperaria que as dimenses fsicas dos materiais piezoeltricos tais como o BaTiO3, mudassem quando ele fosse submetido a um campo eltrico? Por que sim, ou por que no?

Problemas referentes ao item 12 (Cap 21/Charpter 18). 46PF (21.12) Cite as principais semelhanas e diferenas entre os materiais ferromagnticos e ferrimagnticos.

47PF (21.18) Explique por que repetidas quedas de um m permanente sobre o cho iro fazer com que ele se torne desmagnetizado.

48PF (21.23) Cite as diferenas entre os materiais magnticos duros e os materiais magnticos moles, em termos tanto de seus comportamentos de histerese como das suas aplicaes tpicas.

49PF (21.34 Modificado) Cite as diferrenas entre os supercondutores do tipo I e do tipo II, descrevendo sucintamente o efeito Meissner.

Problemas referentes ao item 13 (Cap 20/Charpter 17). 50PF (20.7) Uma tira bimetlica construda a partir de tiras de dois metais diferentes que esto ligados ao longo dos seus comprimentos. Explique como tal dispositivo pode ser usado em um termostato para regular a temperatura.

51PF (20.14) At que temperatura um basto cilndrico de tungstnio com 10,000 mm de dimetro e uma placa de ao inoxidvel 316 com um orifcio circular de 9,988 mm de dimetro devem ser aquecidos para que o basto se ajuste exatamente no interior do furo? Considere que a temperatura inicial seja de 25C.

52PF (20.18) (a) A condutividade trmica de uma amostra de um monocristal ligeiramente maior do que aquela apresentada por uma amostra policristalina do mesmo material. Por que este o caso?

(b) A condutividade trmica de um ao carbono simples maior do que a de um ao inoxidvel. Por que esse o caso?

53PF (20.27) (a) Explique sucintamente por que podem ser introduzidas tenses trmicas em uma estrutura pelo seu aquecimento e resfriamento rpido.

(b) Para o resfriamento, qual a natureza das tenses superficiais?

(c) Para o aquecimento, qual a natureza das tenses superficiais?

(d) Para um material cermico, mais provvel a ocorrncia de um choque trmico em um aquecimento rpido ou em um resfriamento rpido? Por que?

Problemas referentes ao item 14 (Cap 22/Charpter 19). 54PF (22.26) (a) Com suas prprias palavras, descreva sucintamente o fenmeno da luminescncia,

(b) Qual a distino entre a fluorescncia e a fosforescncia?

55PF (22.27) (a) Com suas prprias palavras, descreva sucintamente o fenmeno da fotocondutividade.

(b) O semicondutor seleneto de zinco, que possui um espaamento entre bandas de 2,58 eV, seria fotocondutivo quando exposto radiao de luz visvel? Por que sim, ou por que no?

56PF (22.29) Com suas prprias palavras, descreva como opera (princpio bsico) um laser de rubi.

Problemas referentes ao item 15 (Cap 8/Charpter 9). Fratura frgil:

Fatura dctil:

Fratura transgranular e intergranular:

Teste de Charpy:

Energia de impacto:

Fadiga:

Resistncia fadiga:

Fluncia:

Fadiga trmica: