Tecnologia dos materiais

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Tecnologia dos materiais



Exercícios Lista I

1. Cite as principais características apresentadas pelas seguintes classes de materiais, dando um exemplo para cada um deles.
Metais: têm aparência lustrosa quando polidos; geralmente são resistentes e deformáveis; são geralmente uma combinação de elementos metálicos;
são bons condutores de calor e eletricidade (os elétrons não estãoligados a nenhum átomo em particular); não são transparentes à luz visível ;
Ex: Alumínio

Cerâmicos: São geralmente isolantes de calor e eletricidade ; são mais resistentes à altas temperaturas (refratários) e à ambientes severos que metais e polímeros; são duras, porém frágeis ; são menos densas do que metais (mais leves); Podem ser transparentes; materiais cerâmicos são geralmente umacombinação de elementos metálicos e não-metálicos (O, N, C, P, S) ; geralmente são óxidos, nitretos e carbonetos..

Polímeros: Tipicamente, esses materiais apresentam baixa densidade e podem ser extremamente flexíveis; geralmente compostos orgânicos baseados em carbono, hidrogênio e outros elementos não-metálicos; são constituídos de moléculas muito grandes (macromoléculas) ; Geralmente menosresistentes do que metais e cerâmicas.
Ex: elastômeros.

  Compósitos: Os compósitos são “desenhados” para apresentarem a combinação das melhores características de cada material constituinte. Um exemplo classico é o compósito de matriz polimérica com fibra de vidro.
Ex: Si

 Semicondutores: os semicondutores são, quando puros e cristalinos, a temperaturas muito baixas, excelentes isolantes. Acondutividade dos semicondutores puros (intrínsecos) aumenta significativamente com a temperatura. Usualmente, à temperatura ambiente, exibem ainda baixa condutividade. Tornam-se condutores se consideravelmente aquecidos.
Ex: Metais. 

Biomateriais: Esses materiais não devem produzir substâncias tóxicas e devem ser compatíveis com o tecido humano.
Ex: Metais, cerâmicos, compósitos e polímeros podemser usados como biomateriais. 

2. Cite de forma resumida as principais diferenças entre ligação iônica, covalente e metálica.
Metálica : envolve compartilhamento de elétrons; não direcional;
É o tipo de ligação que ocorre entre os átomos de metais.

Iônica : A ligação é não-direcional; envolve transferência de um átomo para outro. Resulta da atração eletrostática entre 2 íons de cargasdiferentes. O átomo mais eletronegativo arranca os elétrons do de menor eletronegatividade. Ocorre entre metais e não metais e entre metais e hidrogênio.

Covalente : A ligação resultante é altamente direcional. É o tipo de ligação que ocorre quando os dois átomos precisam adicionar elétrons em suas últimas camadas. Ocorre entre não metais e não metais, não metais e hidrogênio e entre hidrogênio ehidrogênio.



3. Qual o tipo de ligação química é usualmente presente nos seguintes materiais?
Metais (Metálica ), Cerâmicos (Iônica), Polímeros(Covalente), Compósitos (Covalente),
Semicondutores(Covalente).

4. Qual o tipo de ligação você esperaria que se formasse para os seguintes compostos: Bronze (liga de Cu e Sn), GaSb, Al2O3 e nylon.
Bronze(metálica), GaSb(metálica),Al2O3(iônica), Nylon(covalente.)

5. Dê a sua opinião sobre a seguinte afirmação: Quanto maior a diferença nas eletronegatividades mais covalente é a ligação.
A ligação covalente ocorre entre 2 átomos com eletronegatividades altas e similiares, a diferença de eletronegatividade é menor ou igual a 1, enquanto nas ligações iônicas ela é maior ou igual a 2. Entao, quanto maior a diferença naseletronegatividades mais iônica é a ligação.

 6. Por que em geral os metais apresentam alta condutividade térmica e elétrica?
Porque os metais são bons condutores de energia térmica e elétrica porque possuem elétrons livres quando constituem uma malha. Esses elétrons tendem a ficar na superfície do condutor e podem percorrer livremente a malha. Tal "liberdade", no caso da energia térmica, faz com que...
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