Ciência dos materiais

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MATERIAIS DE ENGENHARIA
Microestrutura e Propriedades Angelo Fernando Padilha O presente texto tem caráter introdutório. Embora um autor não possa e nem deva determinar ou escolher seus leitores, ele foi escrito visando interessados que estão se iniciando no estudo da Ciência dos Materiais. Eles tanto podem ser estudantes de graduação dos três primeiros anos de Engenharia Metalúrgica ou deEngenharia de Materiais, como graduados em outras áreas, tais como Física, Química, Engenharia Mecânica, Engenharia Química e Odontologia, que estejam se iniciando na área de materiais. A matéria é desenvolvida em 20 capítulos concisos. Nos capítulos iniciais é discutida a organização dos átomos na matéria (ligações químicas, sólidos cristalinos, sólidos amorfos e sólidos parcialmente cristalinos).Nos capítulos intermediários são abordados (com considerável detalhe) os defeitos cristalinos. Na parte final são discutidas as principais propriedades dos materiais. No decorrer de todo o texto procura-se relacionar a composição e a estrutura dos

materiais com suas propriedades e usos. A abordagem apresenta algumas ênfases. Por exemplo, os materiais cristalinos são tratados em maior detalhe queos amorfos e parcialmente cristalinos. Os materiais metálicos ocupam maior espaço que os cerâmicos, polimíricos e compósitos. As propriedades mecânicas são discutidas em maior detalhe que todas as outras. Estas ênfases foram ditadas pela im-portância econômica e pelas aplicações. Todos os capítulos apresentam lista de exercicios propostos e bibliografia.

MATERIAIS DE ENGENHARIA
MICROESTRUTURAe PROPRIEDADES

ANGELO FERNANDO PADILHA

MATERIAIS DE ENGENHARIA
MICROESTRUTURA e PROPRIEDADES

Editoração Eletrônica: MCT Produções Gráficas Capa: Sérgio Ng Supervisão: Maxim Behar

© Copyright by Angelo Fernando Padilha © Copyright 2000 by Hemus SA Mediante contrato firmado com o Autor

Todos os direitos adquiridos e reservada a propriedade literária desta publicação pela

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Sumário

Agradecimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. Os Materiais de Engenharia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. O Átomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3. As Ligações Atômicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4. Estrutura Cristalina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5. Direções e Planos Cristalográficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6. Determinação da EstruturaCristalina . . . . . . . . . . . . . . . . 89 7. Defeitos Puntiformes e Soluções Sólidas . . . . . . . . . . . . . . 103 8. Difusão no Estado Sólido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 9. Defeitos de Linha (Discordâncias) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 10. Defeitos Bidimensionais ou Planares . . . . . . . . . . . . . . . . 181 11. Sólidos Amorfos . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 201

12. Sólidos Parcialmente Cristalinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 13. Classificação e Quantificação das Microestruturas . . . . . . . . 223 14. Principais Ensaios Mecânicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 15. Propriedades Mecânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 16. Propriedades Elétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271 17. Propriedades Térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 18. Propriedades Óticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 19. Propriedades Magnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 20. Algumas outras Propriedades Importantes . . . . . . . . . . . . 331 Índice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

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