conceitos - Faculdade Inap
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CONCEITOS Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Materiais e Processos de Produção ESTRUTURA DA MATÉRIA ÁTOMOS PRÓTONS NÊUTRONS ELÉTRONS MOLÉCULAS ESTADOS DA MATÉRIA ESTRUTURA (ARRANJO) TIPO DE LIGAÇÃO IÔNICA COVALENTE METÁLICA CRISTALINO GASOSOS AMORFO SÓLIDOS LÍQUIDOS PROCESSOS DE PRODUÇÃO METAIS CERÂMICOS E VÍTREOS POLÍMEROS COMPÓSITOS PROPRIEDADES QUÍMICAS ELÉTRICAS TÉRMICAS MAGNÉTICAS Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho ÓTICAS MECÂNICAS Tabela Periódica dos Elementos Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Estrutura (Arranjo) M t i i C Materiais Cristalinos i t li eA Amorfos f Materiais cristalinos: sólidos que apresentam ordem de longo alcance (periodicidade maior que comprimento de ligações) o oc sta os ou Monocristalinos policristalinos (contornos de grão) Materiais amorfos, vítreos, não-cristalinos: sólidos que não apresentam ordem d dde llongo alcance l Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Arranjo Cristalino e Amorfo a) Dióxido de silício cristalino Sílica b) Dióxido de silício não cristalino Sílica Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Materiais Policristalinos [Barsoum, 1 1997] Contornos de grão Grão Grão A Orientação da célula unitária no grão A Grão B Orientação da célula unitária no grão B Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Comportamento dos Materiais Tv = temperatura de transição vítrea Tf = temperatura de fusão Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Materiais Metálicos São materiais cristalinos compostos de g São requeridos q um único metal ou ligas. por suas características de brilho, cor, durabilidade e propriedades mecânicas, mecânicas elétricas, etc. Ex: Alumínio, í O Ouro 18 bronze, etc. 18, Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Polímeros São materiais não-metálicos, geralmente g , compostos p por g p grandes orgânicos, cadeias de moléculas cujas estruturas são compostas por pequenas unidades de repetição. Comumente são leves e apresentam baixo custo. Ex: Polietileno, PVC, Policarbonato, etc. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Materiais Cerâmicos São compostos Sã t iô i iônicos, que sob b tratamento térmico apresentam elevações expressivas de suas resistências mecânicas. Se dividem em “cerâmicas tradicionais” cujas matérias até as p primas as são a argilominerais g o e as (tijolos, telhas, porcelanas, etc.) e cerâmicas avançadas avançadas” (componentes “cerâmicas eletrônicos, aeroespaciais, protéticos, etc.) Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Vidros São um grupo de Sã d materiais t i i cerâmicos. â i São sólidos amorfos obtidos por aquecimento de material cristalino, seguido de resfriamento sem que haja cristalização. Os mais comuns são o vidro de silicato de sódio (vidro soda) e silicato de boro (pyrex). Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Materiais Compósitos São Sã combinações bi õ d dos materiais t i i anteriores, mas que apresentam propriedades distintas de seus constituintes separadamente. São constituídos por fase matriz e fase dispersa d spe sa ou age agente te de reforço. e o ço Ex: Concreto, E Concreto concreto armado, armado fibra de vidro, fibra de carbono, etc. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Oxidação X Corrosão Corrosão metálica é a Oxidação é a perda de elétrons de um elemento pela sua combinação com o oxigênio. X transformação de um metal ou liga, pela sua interação química ou eletroquímica, num determinado d t i d meio i de d exposição. O processo resulta na formação de produtos de corrosão e na liberação de energia. Esta transformação resulta em perda d de d massa do d material. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Tensão X Deformação Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Comportamento dos Materiais • Comportamento Dúctil / Frágil; • Quando um material, submetido a um d t determinado i d esforço, f apresenta t deformações plásticas significativas antes da ruptura, diz-se que este apresenta comportamento Dúctil. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Comportamento dos Materiais • Comportamento Dúctil / Frágil; • Quando um material, submetido a um d t determinado i d esforço, f não ã apresenta t deformações plásticas significativas antes da ruptura, diz-se que este apresenta comportamento Frágil. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Comportamento dos Materiais O tipo de fratura (dúctil ou frágil) não é uma propriedade do material, mas sim, um comportamento devido às condições impostas como: carregamento, temperatura e taxa de deformação. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Comportamento e Propriedades Físicas/Mecânicas dos Materiais Tenacidade T id d Dureza P Permeabilidade bilid d x Hi Higroscopicidade i id d x Efl Eflorescência ê i Resistência à abrasão R i tê i à ttração Resistência ã Resistência à compressão R i tê i à flflexão Resistência ã Resistência à torção Ci lh Cisalhamento t Fadiga R iliê i Resiliência Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Tenacidade Tenacidade é o carregamento necessário para levar um material à ruptura, é a propriedade dos materiais que mede a sua resistência a ser quebrado, dobrado ou esmagado. A tenacidade é expressa em termos qualitativos como quebradiço, frágil, dúctil, maleável, séctil (facilidade ao ser cortado), t d ) flexível fl í l e elástico. lá ti Tal energia pode ser calculada através da área num gráfico Tensão - Deformação do material, material portando basta integrar a curva que define o material, da origem até a ruptura. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Dureza • Medida da resistência de um material à deformação por indentação da sua superfície ou por abrasão [Callister, 2002]. • A medida da resistência de um material ao risco é dada pela Escala Mohs. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Dureza – Tabela de comparação Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Permeabilidade x Higroscopicidade x Eflorescência A permeabilidade é a capacidade de certos materiais de transmitir os f fluidos. A higroscopicidade é a capacidade de certos materiais de absorver os fluidos. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho A eflorescência fl ê i é a capacidade de certos materiais de libertarem umidade no ambiente . Resistência à Abrasão Resistência apresentada por um corpo quando este é atritado à um outro. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Resistência à Tração Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos divergentes ao l longo d seu eixo do i l longitudinal. it di l Esforços que tende a alongá-lo ou esticá-lo. ti á l Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Resistência à Compressão Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos convergentes ao longo do seu eixo longitudinal. Esforços ç q que tende a comprimi-lo. p Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Resistência à flexão Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos perpendicular ao seu eixo longitudinal. longitudinal Esforços que tende a dobrá-lo. Flexão - σ = Tensão no momento da fratura em um ensaio de dobramento ou flexão [Callister, 2002]. 2002] Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Resistência à Torção Resistência apresentada por um corpo quando submetido a carregamentos que provocam giro do mesmo em torno do seu eixo. eixo Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Cisalhamento Força aplicada F li d com o objetivo bj ti de d causar o deslizamento de duas partes adjacentes de um mesmo corpo uma em relação a outra, em uma direção paralela ao seu plano de contato [[Callister,, 2002]. p ] Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Fadiga Falha, em níveis relativamente Falha baixos de tensão, de estruturas sujeitas j it a tensões t õ fl t flutuantes t e cíclicas [Callister, 2002]. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho Resiliência Capacidade de um material de absorver energia quando ele é d f deformado d elasticamente l ti t e depois, d i com o descarregamento, ter a energia recuperada.[Callister, 2002]. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho
