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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

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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 www.cimm.com.br (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 www.cimm.com.br (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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