Introdução à Ciência e Engenharia de Materiais: História e Classificação, Resumos de Engenharia Mecânica

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INTRODUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS

MATERIAIS

CIÊNCIA DOS MATERIAIS

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA E ELÉTRICA

Professor Msc. Eng. Igor Schmidt igor@uceff.edu.br

CONTEÚDO

1 – INTRODUÇÃO

1 – PERSPECTIVA HISTÓRICA

2 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

3 – RELAÇÃO PROCESSAMENTO, ESTRUTURA, PROPRIEDADES E

DESEMPENHO

INTRODUÇÃO

CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS

• CIÊNCIA DOS MATERIAIS: ENVOLVE INVESTIGAÇÃO DAS RELAÇÕES

EXISTENTES ENTRE ESTRUTURAS E AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS.

• ENGENHARIA DE MATERIAIS: CONSISTE EM ENCONTRAR APLICAÇÃO

DOS MATERIAIS COM BASE NAS CORRELAÇÕES ENTRE ESTRUTURA E

PROPRIEDADE.

PERSPECTIVA HISTÓRICA

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.

• IDADE DA PEDRA;

• IDADE DO COBRE;

• IDADE DO BRONZE;

• IDADE DO FERRO.

PERSPECTIVA HISTÓRICA

IDADE DO COBRE

• 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.

• CONSEQUENTEMENTE, A METALURGIA DO COBRE NÃO SUBSTITUIU A

MANUFATURA DE ARMAS E FERRAMENTAS DE PEDRA, QUE AINDA

PRODUZIAM LÂMINAS SUPERIORES.

PERSPECTIVA HISTÓRICA

IDADE DO BRONZE

• 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.

• 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.

PERSPECTIVA HISTÓRICA

PERSPECTIVA HISTÓRICA

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

O QUE SÃO MATERIAIS?

• SÃO AS SUBSTÂNCIAS CUJAS PROPRIEDADES AS TORNAM UTILIZÁVEIS

EM ESTRUTURAS, MÁQUINAS, DISPOSITIVOS OU PRODUTOS

CONSUMÍVEIS;

PROCESSAMENTO ESTRUTURA PROPRIEDADE DESEMPENHO

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

OS MATERIAIS SÓLIDOS SÃO FREQUENTEMENTE CLASSIFICADOS

EM TRÊS GRUPOS PRINCIPAIS

• MATERIAIS METÁLICOS
• MATERIAIS CERÂMICOS
• MATERIAIS POLIMÉRICOS
• MATERIAIS COMPÓSITOS
• MATERIAIS SEMICONDUTORES
• BIOMATERIAIS LIGAÇÕES QUÍMICAS E ESTRUTURA ATÔMICA APLICAÇÕES

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

MATERIAIS METÁLICOS

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

MATERIAIS CERÂMICOS

• MATERIAIS CERÂMICOS SÃO GERALMENTE UMA COMBINAÇÃO DE

ELEMENTOS METÁLICOS E NÃO-METÁLICOS;

• GERALMENTE SÃO ÓXIDOS, NITRETOS E CARBETOS;

• SÃO GERALMENTE ISOLANTES DE CALOR E ELETRICIDADE;

• SÃO MAIS RESISTÊNTES À ALTAS TEMPERATURAS E À AMBIENTES

SEVEROS QUE METAIS E POLÍMEROS;

• COM RELAÇÃO ÀS PROPRIEDADES MECÂNICAS AS CERÂMICAS SÃO

DURAS, PORÉM FRÁGEIS.

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

MATERIAIS POLIMÉRICOS

• MATERIAIS POLIMÉRICOS SÃO GERALMENTE COMPOSTOS

ORGÂNICOS BASEADOS EM CARBONO, HIDROGÊNIO E OUTROS

ELEMENTOS NÃO-METÁLICOS;

• SÃO CONSTITUÍDOS DE MOLÉCULAS MUITO GRANDES (MACRO-

MOLÉCULAS);

• TIPICAMENTE, ESSES MATERIAIS APRESENTAM BAIXA DENSIDADE E

PODEM SER EXTREMAMENTE FLEXÍVEIS;

• MATERIAIS POLIMÉRICOS INCLUEM PLÁSTICOS E BORRACHAS.

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

MATERIAIS POLIMÉRICOS