Ciências de Materiais I Prof. Nilson C. Cruz
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Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm www.sorocaba.unesp.br/gpm Materiais na nossa vida Ciências de Materiais I Prof. Nilson C. Cruz Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Desenvolvimento = Habilidade de produzir e manipular materiais Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm www.sorocaba.unesp.br/gpm Ciência de Materiais Estrutura Entender as relações entre síntese, processamento, estrutura e propriedades dos materiais. Arranjo de átomos ou íons Propriedade Engenharia de Materiais Tipo de resposta a um estímulo Como transformar materiais em dispositivos ou estruturas úteis. Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm www.sorocaba.unesp.br/gpm Propriedades Propriedades Mecânicas Força → Deformação (Módulo de elasticidade, resistência) Elétricas Campo elétrico → Corrente (condutividade, constante dielétrica) Térmicas Calor → Aquecimento (Condutividade, calor específico) Magnéticas Campo magnético→Magnetização (permeabilidade, susceptibilidade) Ópticas Radiação Eletromagnética→Reflexão (índice de refração, refletividade) Deteriorativas Ambiente→ Reatividade química Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm www.sorocaba.unesp.br/gpm Processamento Maneiras de moldar ou modificar Síntese Produção a partir de componentes naturais ou não Processamento, Síntese ↓ Estrutura $!!! ↓ Propriedades ↓ Desempenho Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Porque estudar materiais? Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Desempenho Custo Seleção: - condições de aplicação (resistência x ductibilidade) - deterioração (resistência x temperatura) - custo (bom x caro) Conhecimento⇒ ⇒melhor escolha •Qual a relação peso/resistência? •Qual o efeito sobre a segurança do veiculo? •Qual o custo de fabricação? A: Composição •Ferro? •Alumínio? •Ligas? •Em quais quantidades? C: Síntese •Como controlar o processo para produzir aço com alta resistência e conformabilidade? •Como produzir um chassis aerodinâmico? B: Microestrutura •Quais características da estrutura limitam a resistência e a conformabilidade? •O que controla a resistência? Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 Metais LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm www.sorocaba.unesp.br/gpm Classificação dos Materiais •Combinação de elementos metálicos (Ligas) •Elétrons Delocalizados •Bons Condutores •Não transparentes •Resistentes •Moldáveis Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Cerâmicas www.sorocaba.unesp.br/gpm •Materiais inorgânicos metálicos e não metálicos ligados entre si (PZT) Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Polímeros www.sorocaba.unesp.br/gpm •Plásticos formados por longas cadeias carbônicas •Leves •Isolantes térmico e •Flexíveis elétrico (Al2O3) •Propriedades ópticas, elétricas e mecânicas ajustáveis •Alta dureza (TiO2) •Resistentes a altas temperaturas •Resistentes •Moldáveis Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Compósitos www.sorocaba.unesp.br/gpm Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec Semicondutores www.sorocaba.unesp.br/gpm •Misturas de diferentes materiais •Si, Ge, GaAs •Base da indústria eletrônica •Propriedades mistas •Características elétricas intermediárias entre condutores e isolantes •Leves •Resistentes •Propriedades extremamente sensíveis à dopagem com impurezas •Duros •Moldáveis Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 1 LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Alguns desafios: Energia Nuclear: combustível, contenção, resíduos Transportes: redução de peso, aumento da temperatura do motor Energia Solar Processos menos poluentes Reciclagem Matérias primas alternativas Materiais Biocompatíveis