materiais de construçao mecanica

Páginas: 15 (3634 palavras) Publicado: 22 de agosto de 2015
Universidade de São Paulo
Instituto de Física de São Carlos - IFSC

FCM 208 Física (Arquitetura)
Estruturas e constituintes da Materia

Prof. Dr. José Pedro Donoso

Classificação dos Materiais
Metais : São resistentes e boms condutores de eletricidade. Muitas de suas
propriedades são atribuidas ao grande número de eletrons não localizados.
Polímeros : materiais sintéticos, compreendem osplásticos e borrachas. São
compostos orgánicos e possuem longas moléculas todas emaranhadas
Cerâmicos : óxidos, nitretos ou carbetos, são compostos com elementos
metálicos e não metálicos. Inclui também os minerais argilosos, cimento e
vidros. São duros, porém muito quebradizos.
Compósitos : materiais reforçados com fibras ou partículas. A matrix pode ser
polímérica, metálica ou cerâmica.
Biomateriais :empregados para implantes no corpo humano. Não devem
produzir substâncias tóxicas e devem ser bio - compatíveis

Características dos materiais
Sistemas cristalinos : possuem estrutura regular, periodicidade e ordem de
longo alcance. Os átomos se ordenam em estruturas de diferentes simetrias:
cúbicas, tetragonal, ortorrômbica, etc
Sistemas Poliméricos : (plásticos) estrutura na forma de cadeias.Fases cristalinas e amorfas
Sistemas amorfos : (vidros) São sistemas desordenados. Estruturas sem
regularidade (não periódicas). Possuem ordem de curto alcance
Argilas e cerâmicas : materiais inorgánicos, não moleculares e não
metálicos
Compósitos : materiais reforçados com fibras ou partículas.
Matrix de polímero, metálica ou cerâmica.

Os materiais e suas densidades

Callister, Ciência eEngenharia de Materiais. Uma introdução (Editora LTC)

Propriedades dos materiais
- mecânicas (resistência, dureza, elasticidade)
- elétricas (condutividade, resistividade elétrica, comportamento dielétrico)
- térmicas (capacidade calorífica, expansão térmica, condutividade térmica)
- óticas (absorção, transmissão, refrigência e trasparência)
- acústicas (absorção acústica)
- magnéticas (diamagnetismo,paramagnetismo, ferromagnetismo)
- nucleares (emissão radioativa)

Leituras recomendadas:
W.D. Callister: Ciência e Engenharia de Materiais (Editora LTC)
W.F. Smith: Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais (McGraw Hill)
D.A. Askeland, P. Phulí, The Science and Engineering of Materials (Thomson)

Propriedades mecânicas dos materiais : dureza
Dureza é uma medida da resistência de ummaterial a uma deformação plástica
localizada (uma pequena impressão ou um risco). Em 1822, o mineralogista
Friedrich Mohs propôs uma escala de dureza para os minerais naturais:
1 – Talco
2 – Gesso
3 – Calcita
4 – Fluorita
5 – Apatita
6 – Ortoclásio
7 – Quartzo
8 – Topázio
9 – Safira ou corundum
10 – Diamante
Ao longo dos anos foram desenvolvidas técnicas quantitativas, como os ensaio de
dureza deRockwell e de Brinell, e os ensaios de microdureza de Knoop e Vickers

Callister, Ciência e Engenharia de Materiais (Editora LTC)
Coleção Conhecer Atual: Ciências (Editora Nova Cultura)

Sólidos cristalinos
Estes sólidos possuem ordem de longo alcance, pois conservam a regularidade da
estrutura que se repete indefinidamente em todas as direções.
A menor unidade de um cristal é a célula unitária que, aoser colocadas uma ao lado
da outra num arranjo periódico, reproduzem todo o cristal.
Os arranjos que os átomos formam no cristal são chamados de rede cristalina.
Também pode-se formar um sólido policristalino constituído por muito pequenos
monocristais dispostos de forma desordenada dentro do material.
O parâmetro de rede mede a dimensão da célula unitária. Nos cristais iônicos, por
exemplo, esteparâmetro varia entre 4 Å no LIF até 7.4 Å no RbI
Unidade: angstrom, 1 Å = 10-8 cm = 10-10 m = 10 nm (nanometro)

Cristal de cloreto de sódio, NaCl

Tem uma estrutura chamada de
cúbica de faces centradas, na
qual cada íon tem 6 vizinhos mais
próximos com a carga oposta.
A maioria dos cristais iônicos,
como LiF, KCl e AgCl, possui
esta estrutura.
Alguns elementos, como prata, o
alumínio, o...
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