Tecnologia dos materiais - livro callister

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  • Publicado : 9 de outubro de 2011
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MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING An Introduction William D. Callister, Jr. - John Wiley & Sons,Inc., New York,NY,1991.

1. INTRODUÇÃO
1.1 - PERSPECTIVA HISTÓRICA

1.2 - CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS A disciplina de ciência dos materiais envolve investigação das correlações que existem entre as estruturas e propriedades de materiais. Em contraste, engenharia de materiais é, com basenestas correlações estrutura-propriedade, o projeto ou a engenharia da estrutura de um material para produzir um predeterminado conjunto de propriedades. Através de todo este texto nós damos atenção às correlações entre propriedades dos materiais e elementos estruturais. "Estrutura" é neste ponto um termo nebuloso que merece alguma explicação. Brevemente, a estrutura de um material usualmenterelaciona-se ao arranjo de seus componentes internos. Estrutura subatômica envolve elétrons dentro dos átomos individuais e interações com o seu núcleo. Num nível atômico, estrutura abrange a organização dos átomos ou moléculas entre si. O próximo reino estrutural maior, que contém grandes grupos de átomos que estão normalmente aglomerados entre si, é denominado "microscópico", significando aquilo que ésubmetido à observação direta usando algum tipo de microscópio. Finalmente, os elementos estruturais que podem ser visto com ôlho nu são denominados "macroscópicos". A noção de "propriedade" merece elaboração. Enquanto usado em serviço, todos os materiais são expostos a estímulos externos que evocam algum tipo de resposta. Por exemplo, uma amostra submetida a forças irá experimentar deformação, ouuma superfície de metal polido refletirá luz. Propriedade é um traço (característica) de um material em termos do tipo e magnitude de resposta a um específico estímulo imposto. Geralmente, definições de propriedades são feitas independente da forma e tamanho do material. Virtualmente todas as importantes propriedades de materiais sólidos podem ser grupadas em 6 diferentes categorias: (a) mecânica;(b) elétrica; (c) térmica; (d) magnética; (e) ótica, e (f) deteriorativa. Para cada uma existe um tipo característico de estímulo capaz de provocar diferentes respostas. Propriedades mecânicas relacionam deformação a uma carga ou força aplicada; exemplos incluem módulo elástico e resistência mecânica. Para propriedades elétricas, tais como condutividade elétrica e constante dielétrica, o estímuloé um campo elétrico. O comportamento térmico de sólidos pode ser representado em termos de capacidade calorífica e condutividade térmica. Propriedades magnéticas demonstram a resposta de um material à aplicação de um campo magnético.

Para propriedades óticas, o estímulo é eletromagnético ou radiação de luz, índice de refração e refletividade são representativas propriedades óticas.Finalmente, características deteriorativas indicam a reatividade química de materiais. Os capítulos que se seguem discutem propriedades que caem dentro de cada uma destas 6 classificações. Por que nós estudamos materiais? Muitos dos cientistas aplicados ou engenheiros, sejam eles mecânicos, civis, químicos, ou elétricos, estarão uma vez ou outra expostos a um problema de projeto envolvendo materiais.Exemplos poderíam incluir uma engrenagem de transmissão, a superestrutura para um prédio, um componente para refinaria de óleo, ou um "chip" de microprocessador. Naturalmente, cientistas de materiais e engenheiros são especialistas que estão totalmente envolvidos na investigação e projeto de materiais. Muitas vezes, um problema de materiais é um de seleção do material certo dentre muitos milhares quesão disponíveis. Existem vários critérios nos quais a decisão final é normalmente baseada. Antes de mais nada, as condições em serviço devem ser caracterizadas, de vez que estas ditarão as propriedades requeridas do material. Somente em ocasiões raras um material possuirá uma combinação máxima ou ideal de propriedades. Assim pode ser necessário perder uma característica para ter uma outra. O...
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