Engenharia

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12/02/2012

ASSUNTO

INTRODUÇÃO

1. Introdução à ciência e engenharia dos materiais e classificação dos materiais

• Ciência dos materiais faz parte do conhecimento básico para todas as engenharias As propriedades dos materiais definem: • o desempenho de um determinado componente e o processo de fabricação do mesmo

Propriedades dos Materiais EN GE N H AR IA

MicroestruturaComposição e Processo de Fabricação

Figura copiada do material do Prof. Sidnei Paciornik do Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia da PUC-Rio

Relação Estrutura x Propriedades
• As propriedades “cotidianas” dos materiais dependem
 da estrutura em escala atômica  da microestrutura (estrutura em escala intermediária)

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•Propriedade é uma peculiaridade do material em termos do tipoe da intensidade da resposta a um estímulo específico que lhe é imposto. Ex : Enquanto em uso, todos os materiais estão expostos a estímulos externos que provocam algum tipo de resposta “ uma amostra sujeita a força irá experimentar uma deformação”. •Virtualmente, todas as propriedades importantes dos materiais sólidos podem ser agrupadas em seis categorias diferentes: mecânica – elétrica –térmica – magnética – ótica e deteriorativa.

Alumínio
(estrutura cúbica)

Magnésio
(estrutura hexagonal)

Fibras de vidro em uma matriz de polímero.
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•Mecânicas – relacionam deformações com uma carga ou força aplicada. Ex. módulo de elasticidade e a resistência.
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Elétricas: O estímulo é um campo elétrico. Ex.condutividade elétrica e a constante dielétrica. Térmica- O comportamento térmico de um sólido pode ser representado em termos da capacidade calorífica e da condutividade térmica. Magnéticas – demonstram a resposta de um material à aplicação de um campo magnético. Óticas – o estímulo é a radiação eletromagnética ou luminosa. Ex. índice de refração e a refletividade Deteriorativas - indicam a reatividade química dos materiais.
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Além da estrutura epropriedade, dois outros componentes importantes estão envolvidos na ciência e na engenharia dos materiais, quais sejam, processamento e desempenho.

•Com respeito às relações destes quatro componentes, a estrutura de um material irá depender da maneira como ele é processado

•Além disso, o desempenho de um material será uma função das suas propriedades.Assim, a inter-relação entreprocessamento, estrutura, propriedades e desempenho é linear, conforme esquema abaixo. Processamento  Estrutura  Propriedade Desempenho

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QUANTOS MATERIAIS DIFERENTES EXISTEM ?

O número de materiais cresceu muito nas últimas décadas e a tendência é de se proliferarem mais num futuro próximo

• Desenvolvimento e aperfeiçoamento dos métodos de extração de materiais da natureza • Modificação demateriais naturais • Combinação de materiais conhecidos para a formação de novos materiais

COMO ESCOLHER ??

Como definir qual o melhor material para um determinado fim?
Exemplo: Copo

INTRODUÇÃO
• Condições de Serviço: ditam as propriedades exigidas do material`. É raro o material ideal.  resistência   ductilidade • Deterioração das propriedades durante uso:  Resistência com Temperatura ou Corrosão • Fatores Econômicos (custo): também inclui despesas incorridas durante a fabricação (processamento).

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Vidro Cerâmica Plástico Madeira Metal Papel

Depende

• Custo • Tempo de vida ou Durabilidade • Aparência • Finalidade: Natureza do líquido (ex: copo de metal e papel não pode ser usado para café, suco de laranja não pode ser armazenado numa taça antiga depeltre porque remove o Pb da liga)

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Quais os critérios que um engenheiro deve adotar para

Quais os critérios que um engenheiro deve adotar para selecionar um material entre tantos outros?

selecionar um material entre tantos outros?

• Em primeiro lugar, o engenheiro deve caracterizar quais as condições de operação que será submetido o referido material e levantar as...
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