Ciências de Materiais I

Apresentação em tema: "Ciências de Materiais I"— Transcrição da apresentação:

1 Ciências de Materiais I
Prof. Nilson C. Cruz

2 Materiais na nossa vida

3

4 Desenvolvimento = Habilidade de produzir e manipular materiais

5 Engenharia de Materiais
Ciência de Materiais Entender as relações entre síntese, processamento, estrutura e propriedades dos materiais. Engenharia de Materiais Como transformar materiais em dispositivos ou estruturas úteis.

6 Arranjo de átomos ou íons Tipo de resposta a um estímulo
Estrutura Arranjo de átomos ou íons Propriedade Tipo de resposta a um estímulo

7 Propriedades Mecânicas
Força → Deformação (Módulo de elasticidade, resistência) Elétricas Campo elétrico → Corrente (condutividade, constante dielétrica) Térmicas Calor → Aquecimento (Condutividade, calor específico)

8 Propriedades Magnéticas
Campo magnético→Magnetização (permeabilidade, susceptibilidade) Ópticas Radiação Eletromagnética→Reflexão (índice de refração, refletividade) Deteriorativas Ambiente→ Reatividade química

9 Processamento Síntese
Maneiras de moldar ou modificar Síntese Produção a partir de componentes naturais ou não

10 Processamento, Síntese
↓ Estrutura Propriedades Desempenho $!!!

11 Porque estudar materiais?
Seleção: - condições de aplicação (resistência x ductibilidade) - deterioração (resistência x temperatura) - custo (bom x caro) Conhecimentomelhor escolha

12 Desempenho Custo Qual a relação peso/resistência?
Qual o efeito sobre a segurança do veiculo? Qual o custo de fabricação? Desempenho Custo 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?

13 Classificação dos Materiais

14 Metais Elétrons Delocalizados Bons Condutores Não transparentes
Combinação de elementos metálicos (Ligas) Elétrons Delocalizados Bons Condutores Não transparentes Resistentes Moldáveis

15 Cerâmicas Isolantes térmico e elétrico (Al2O3) Alta dureza (TiO2)
Materiais inorgânicos metálicos e não metálicos ligados entre si (PZT) Isolantes térmico e elétrico (Al2O3) Alta dureza (TiO2) Resistentes a altas temperaturas

16 Polímeros Resistentes Moldáveis
Plásticos formados por longas cadeias carbônicas Leves Flexíveis Propriedades ópticas, elétricas e mecânicas ajustáveis Resistentes Moldáveis

17 Compósitos Duros Moldáveis Misturas de diferentes materiais
Propriedades mistas Leves Resistentes Duros Moldáveis

18 Semicondutores Si, Ge, GaAs Base da indústria eletrônica
Características elétricas intermediárias entre condutores e isolantes Propriedades extremamente sensíveis à dopagem com impurezas

19 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