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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Prof. Dr: Eliana Franco CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 1.

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1 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS Prof. Dr: Eliana Franco CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 1

2 Metais Cerâmicas Polímeros Compósitos Semicondutores Biomateriais (Mat. Biocompatíveis) Classificação tradicional

3 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 3

4 A classificação tradicional dos materiais geralmente é baseada na estrutura atômica e química destes. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 4

5 METAIS Combinação de elementos metálicos; Ligação metálica; Não são transparentes à luz visível; Aparência lustrosa quando polidos; Resistentes porém deformáveis; Muito utilizados para aplicações estruturais. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 5

6 CERÂMICAS Combinação de elementos metálicos e não-metálicos; Óxidos, nitretos e carbetos; Isolantes térmicos e elétricos; Duras, porém frágeis CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 6

7 POLÍMEROS Compostos orgânicos C, H e outros elementos não metálicos; Macro-moléculas; Baixa densidade; Flexíveis; Rígidos; Estão inclusos plásticos e borrachas. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 7

8 COMPÓSITOS Constituídos por mais de um tipo de material, insolúveis entre si; Desenvolvidos para apresentarem as melhores características de cada componente; Um exemplo classico é o compósito de matriz polimérica com fibra de vidro. O material compósito apresenta a resistência mecânica da fibra de vidro associado a flexibilidade do polímero CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 8

9 BIOMATERIAIS Empregados para implantes de partes em seres humanos; Não devem causar rejeição; Metais, cerâmicas, polímeros e compósitos podem ser usados como biomateriais. CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 9

10 Semicondutores Materiais semicondutores apresentam propriedades elétricas que são intermediárias entre metais e isolantes Os semicondutores tornaram possível o advento do circuito integrado que revolucionou as indústrias de eletrônica e computadores Ex: Si, Ge, GaAs, InSb, GaN, CdTe.. InP

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12 OS MATERIAS CERÂMICOS NA TABELA PERIÓDICA Os cerâmicos são constituídos de metais e não-metais

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14 LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS Por quê estudar? O tipo de ligação interatômica geralmente explica a propriedade do material. Exemplo: o carbono pode existir na forma de grafite que é mole, escuro e “gorduroso” e na forma de diamante que é extremamente duro e brilhante. Essa diferença nas propriedades é diretamente atribuída ao tipo de ligação química que é encontrada no grafite e não no diamante. Veja mais informações no site (material didático)

15 LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS Os elementos se ligam para formar os sólidos para atingir uma configuração mais estável: oito elétrons na camada mais externa A ligação química é formada pela interação dos elétrons de valência através de um dos seguintes mecanismos: - Ganho de elétrons - Perda de elétrons - Compartilhamento de elétrons

16 TIPOS DE LIGAÇÕES Metálica Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade (apresentam no máximo 3 elétrons de valência) Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente) Ex: Hg e W Elétrons de valência Átomo+elétrons das camadas mais internas

17 TIPOS DE LIGAÇÕES Covalente Os elétrons de valência são compartilhados Forma-se com átomos de alta eletronegatividade A ligação covalente é forte Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante. Ex: metano (CH4)

18 TIPOS DE LIGAÇÕES Iônica Os elétrons de valência são transferidos entre átomos produzindo íons Forma-se com átomos de diferentes eletronegatividades (um alta e outro baixa) A ligação é forte A ligação predominante nos materiais cerâmicos é iônica

19 LIGAÇÃO IÔNICA Os átomos num material iônico arranjam-se de forma que todos os íons positivos têm como vizinho mais próximo íons negativos.

20 LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS Por quê estudar? O tipo de ligação interatômica geralmente explica a propriedade do material. Exemplo: o carbono pode existir na forma de grafite que é mole, escuro e “gorduroso” e na forma de diamante que é extremamente duro e brilhante. Essa diferença nas propriedades é diretamente atribuída ao tipo de ligação química que é encontrada no grafite e não no diamante. Veja mais informações no site (material didático)

21 LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS Os elementos se ligam para formar os sólidos para atingir uma configuração mais estável: oito elétrons na camada mais externa A ligação química é formada pela interação dos elétrons de valência através de um dos seguintes mecanismos: - Ganho de elétrons - Perda de elétrons - Compartilhamento de elétrons

22 TIPOS DE LIGAÇÕES Metálica Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade (apresentam no máximo 3 elétrons de valência) Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente) Ex: Hg e W Elétrons de valência Átomo+elétrons das camadas mais internas

23 TIPOS DE LIGAÇÕES Covalente Os elétrons de valência são compartilhados Forma-se com átomos de alta eletronegatividade A ligação covalente é forte Esse tipo de ligação é comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante. Ex: metano (CH4)

24 TIPOS DE LIGAÇÕES Iônica Os elétrons de valência são transferidos entre átomos produzindo íons Forma-se com átomos de diferentes eletronegatividades (um alta e outro baixa) A ligação é forte A ligação predominante nos materiais cerâmicos é iônica

25 LIGAÇÃO IÔNICA Os átomos num material iônico arranjam-se de forma que todos os íons positivos têm como vizinho mais próximo íons negativos.

26 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 26 Espumas

27 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 27

28 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 28 Stiff = Rígido tough= tenacidade


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