A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Engenharia de Materiais

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Engenharia de Materiais"— Transcrição da apresentação:

1 Engenharia de Materiais
RAMO DA ENGENHARIA Marcilio Cunha

2 Ramo da engenharia em que os conhecimentos de fisica e quimica
são , sobretudo, utilizados no estudo, planeamento,produção ,entre outros, de materiais (tradicionais ou avançados) para as mais diversas aplicações. ENGENHARIA DE MATERIAIS

3 Estudar a estrutura, as propriedades, as aplicações,
ENGENHARIA DE MATERIAIS CABE AO ENGENHEIRO Estudar a estrutura, as propriedades, as aplicações, o processamento e o desempenho de materiais novos ou já existentes, nas áreas de metais, polímeros, cerâmicos ou composótipos. MARCILIO CUNHA

4 É necessário o conhecimento das relações entre
ENGENHARIA DE MATERIAIS É necessário o conhecimento das relações entre propriedades e aplicação, para os quais são exigidos conhecimentos básicos nas áreas de Física e Química do Estado Sólido,Química Inorgânica, Química Orgânica, Física e Química de Polímeros, Metalurgia Física, Cerâmica Física, Química Analítica, Controle da Qualidade, Gestão Ambiental. MARCILIO CUNHA

5 Com a globalização da economia, os mercados estão mais competitivos.
ENGENHARIA DE MATERIAIS Com a globalização da economia, os mercados estão mais competitivos. MARCILIO CUNHA

6 ENGENHARIA DE MATERIAIS
Qualidade é essencial. MARCILIO CUNHA

7 Os materiais estão presentes em tudo
ENGENHARIA DE MATERIAIS Os materiais estão presentes em tudo que se faz para atender aos interesses e às necessidades humanas. MARCILIO CUNHA

8 Materiais são substâncias com propriedades
que as tornam úteis na construção de máquinas, estruturas, dispositivos e produtos. Morris Cohen – Massachusetts Institute of Technology - MTI

9 Em outras palavras, os materiais do universo que o homem utiliza para
¨fazer as coisas¨. MARCILIO CUNHA

10 São freqüentemente classificados em três grupos principais:
MATERIAIS SÓLIDOS São freqüentemente classificados em três grupos principais: MATERIAIS METÁLICOS. MATERIAIS CERÂMICOS. MATERIAIS POLÍMEROS OU PLÁSTICOS MARCILIO CUNHA

11 Metais – Cerâmicas – Polímeros
Esse esquema está baseado principalmente na composição química e na estrutura atômica. A maioria dos materiais se enquadra dentro de um ou de outro grupo distinto.

12 Um item familiar fabricado a partir de três
tipos de materiais diferentes é o vasilhame de bebidas. As bebidas são comercializadas em latas de alumínio (metal).

13 Em garrafas de vidro (cerâmica)

14 Em garrafas plásticas (polímeros)

15 # NAS LIGAÇÕES QUÍMICAS PREDOMINANTES EM CADA GRUPO.
MATERIAIS SÓLIDOS Esta classificação é baseada # NA ESTRUTURA ATÔMICA. # NAS LIGAÇÕES QUÍMICAS PREDOMINANTES EM CADA GRUPO. MARCILIO CUNHA

16 MATERIAIS SÓLIDOS Um quarto grupo Foi incorporado nesta classificação
nas últimas décadas. É o grupo dos materiais compósitos. MARCILIO CUNHA

17 MATERIAIS METÁLICOS São normalmente combinações de elementos metálicos. Eles apresentam um grande número de elétrons livres, isto é , elétrons que não estão presos a um único átomo. MARCILIO CUNHA

18 MATERIAIS METÁLICOS Por exemplo # os metais são excelentes condutores
de eletricidade e calor. # não são transparentes a luz. MARCILIO CUNHA

19 MATERIAIS METÁLICOS Eles são resistentes mas deformáveis.
Por isto são muito utilizados em aplicações estruturais. MARCILIO CUNHA

20 Entre os quatro grupos de materiais,
MATERIAIS METÁLICOS Entre os quatro grupos de materiais, os materiais metálicos, e em particular os aços, ocupam um lugar de destaque devido à sua extensiva utilização. MARCILIO CUNHA

21 Cerca de 70 dos 92 elementos da tabela
MATERIAIS METÁLICOS Cerca de 70 dos 92 elementos da tabela periódica encontrados na natureza tem caráter metálico preponderante. MARCILIO CUNHA

22 MATERIAIS METÁLICOS Os metais mais tradicionais,tais como:
COBRE , OURO e FERRO são os mais conhecidos e utilizados há alguns milênios. MARCILIO CUNHA

23 No período entre 5000 e 3000 a.C., ou seja, dois
MATERIAIS METÁLICOS No período entre e 3000 a.C., ou seja, dois milênios após a introdução da agricultura,surgiu uma série de invenções importantes. MARCILIO CUNHA

24 O homem desenvolveu o forno de ¨Alta Temperatura¨ onde ele
MATERIAIS METÁLICOS O homem desenvolveu o forno de ¨Alta Temperatura¨ onde ele aprendeu a fundir os metais e a empregá-los para dominar os animais. MARCILIO CUNHA

25 Ele inventou o arado, a carroça, as embarcações, a vela e a escrita.
MATERIAIS METÁLICOS Ele inventou o arado, a carroça, as embarcações, a vela e a escrita.

26 COBRE , OURO, PRATA, CHUMBO, ESTANHO, FERRO E MERCÚRIO
MATERIAIS METÁLICOS No início da era cristã o homem conhecia sete metais: COBRE , OURO, PRATA, CHUMBO, ESTANHO, FERRO E MERCÚRIO MARCILIO CUNHA

27 MATERIAIS METÁLICOS Antes da década de 1860, o ferro maleável
tinha sido sempre consolidado em temperaturas abaixo do seu ponto de fusão.

28 MATERIAIS METÁLICOS O ferro maleável consolidado em
temperatura abaixo do seu ponto de fusão, levava inevitávelmente à heterogeneidade na distribuição do carbono e o aprisionamento da escória e outras inclusões.

29 permitiu a produção de aço em grande escala e
MATERIAIS METÁLICOS Esta descoberta, feita por Henry Bessemer em 1856, permitiu a produção de aço em grande escala e inaugurou uma nova fase na história da humanidade: A IDADE DO AÇO. MARCILIO CUNHA

30 MATERIAIS METÁLICOS SÉCULO XIX :
Quase todos os desenvolvimentos se dirigiram para a produção mais eficiente dos materiais conhecidos há séculos. Até o século XIX praticamente nenhum uso dos materiais havia explorado algo além de suas qualidades mecânicas e ópticas ou sua resistência à corrosão. MARCILIO CUNHA

31 MATERIAIS METÁLICOS SÉCULO XIX

32 MATERIAIS METÁLICOS As únicas propriedades físicas amplamente medidas e relatadas quantitativamente na literatura científica eram ponto de fusão , densidade, dilatação térmica e calor específico. MARCILIO CUNHA

33 Ponto de fusão designa a temperatura à
Somente para lembrar: Ponto de fusão designa a temperatura à qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido.

34 Densidade absoluta é definida como a
Somente para lembrar: Densidade absoluta é definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume.

35 Dilatação térmica é fenômeno pelo qual o corpo
Somente para lembrar: Dilatação térmica é fenômeno pelo qual o corpo sofre uma variação nas suas dimensões quando varia a sua temperatura.

36 Calor específico de uma substância ou sistema
Somente para lembrar: Calor específico de uma substância ou sistema termodinâmico como a quantidade de calor que há que lhe fornecer para elevar sua temperatura em uma unidade Kelvin ou grau Celsius a partir de uma temperatura dada.

37 Molécula é a mais pequena porção de
Somente para lembrar: Molécula é a mais pequena porção de cada substância que possui todas as suas propriedades e que contém dois ou mais átomos ligados entre si.

38 Átomo que significa indivisível, é a menor
Somente para lembrar: Átomo que significa indivisível, é a menor partícula que caracteriza um elemento químico capaz de entrar em combinação.

39 Cada Átomo consiste em um núcleo muito
Somente para lembrar: Cada Átomo consiste em um núcleo muito pequeno composto por prótons e nêutrons, que se encontra envolvido por elétrons em movimento.

40 Próton é uma particula sub-atômica que faz
Somente para lembrar: Próton é uma particula sub-atômica que faz parte do núcleo de todos os elementos. Convencionou-se que o próton tem carga elétrica positiva,com o mesmo valor que a do elétron.

41 Nêutron uma das partículas ditas elementares,
Somente para lembrar: Nêutron uma das partículas ditas elementares, sem carga elétrica e de massa praticamente igual à do próton. É um dos constituintes dos núcleos atômicos.

42 Elétron tipo de partícula elementar de eletricidade
Somente para lembrar: Elétron tipo de partícula elementar de eletricidade negativa que, junto com os prótons e os nêutrons, forma os átomos e as moléculas.

43 Tanto os Elétrons como os Prótons possuem
Somente para lembrar: Tanto os Elétrons como os Prótons possuem cargas elétricas,com magnitude da ordem de 1,60 x C As cargas dos elétrons possuem sinal negativo. As cargas dos prótons possuem sinal positivo. Os nêutrons são elétricamente neutros. Observação: “C” significa capacitância 19

44 As massas dessas partículas subatômicas
Somente para lembrar: As massas dessas partículas subatômicas são infinitesimalmente pequenas. Os prótons e nêutrons possuem aproximadamente a mesma massa de 1,67 x kg que é significativamente maior do que a massa de um elétron 9,11 x kg. - 27 - 31

45 Núcleo atômico porção do átomo onde se
Somente para lembrar: Núcleo atômico porção do átomo onde se acham concentrados os seus elementos mássicos e toda sua carga positiva,sendo, presumívelmente, constituído de prótons e nêutrons .

46 Número atômico para um elemento químico,
Somente para lembrar: Número atômico para um elemento químico, constitui-se no número de prótons no interior do núcleo atômico.

47 Para um átomo elétricamente neutro ou completo,
Somente para lembrar: Para um átomo elétricamente neutro ou completo, o número atômico também é igual ao número de elétrons. Esse número atômico varia em unidades inteiras entre 1, para o hidrogênio, e 92 para o urânio. O urânio é o elemento com o maior número atômico dentre os elementos que ocorrem naturalmente.

48 A massa atômica de um átomo específico pode
Somente para lembrar: A massa atômica de um átomo específico pode ser expressa como sendo a soma das massas dos prótons e dos nêutrons no interior do seu núcleo. Embora o número de prótons seja o mesmo para todos os átomos de um dado elemento, o número de nêutrons pode ser variável.

49

50 Assim , os átomos de alguns elementos
Somente para lembrar: Assim , os átomos de alguns elementos possuem duas ou mais massas atômicas diferentes . Esses átomos são chamados de isótopos.

51 O isótopo de carbono mais comum C contem
Somente para lembrar: Por exemplo O isótopo de carbono mais comum C contem em seu núcleo 6 prótons e 6 nêutrons com massa atômica de 12 uma. É conveniente observar que existem 6,023 x uma por grama 12 23

52 O peso atômico de um elemento corresponde
Somente para lembrar: O peso atômico de um elemento corresponde à média ponderada das massas atômicas dos isótopos do átomo que ocorrem naturalmente. A unidade de massa atômica (uma) pode ser usada para os cálculos do peso atômico. Foi estabelecida uma escala onde 1 uma foi definido como sendo o equivalente a 1 12 da massa atômica do isótopo mais comum do carbono 12 ( C) ( A = 12,00000 ). 12

53 Dentro desse esquema, as massas de prótons
Somente para lembrar: Dentro desse esquema, as massas de prótons e de nêutrons são ligeiramente maiores do que a unidade,e A = Z + N Onde: A : é a massa atômica Z : é o número atômico N : é o número de nêutrons. O peso atômico de um elemento ou peso molecular de um composto pode se especificado em termos de uma por átomo (molécula) ou de massa por mol de material.

54 Em um mol de uma substância existem 6,023 x 10 ( número de Avogadro )
Somente para lembrar: Em um mol de uma substância existem 6,023 x ( número de Avogadro ) átomos ou moléculas. O peso atômico de um elemento ou o peso molecular de um composto estão relacionados através da equação: 1 uma por átomo ( ou molécula ) = 1 g por mol 23

55 1 uma por átomo ( ou molécula ) = 1 g por mol
Somente para lembrar: 1 uma por átomo ( ou molécula ) = 1 g por mol Por exemplo: O peso atômico do ferro é de 55,85 uma por átomo, ou 55,85 g por mol. Algumas vezes o uso da unidade de massa atômica por átomo ou molécula é conveniente. Em outras ocasiões g ( ou kg ) por mol é preferível.

56 MATERIAIS METÁLICOS A dilatação de um solido com o aumento de temperatura ocorre porque o aumento de energia térmica aumentam as vibrações dos átomos e moléculas que formam o corpo

57 MATERIAIS METÁLICOS Propriedades mecânicas (exceto as
constantes elásticas ) pareciam ser muito variáveis para terem algum significado fundamental. A micro estrutura das ligas era praticamente desconhecidas. MARCILIO CUNHA

58 A metodologia de estudo das ligas consistia basicamente em atacar
MATERIAIS METÁLICOS A metodologia de estudo das ligas consistia basicamente em atacar quimicamente com ácidos as diversas composições de um determinado sistema binário. MARCILIO CUNHA

59 Desta maneira,Karl Karsten (1839) noticiou
MATERIAIS METÁLICOS Desta maneira,Karl Karsten (1839) noticiou a descontinuidade na reatividade quimica de ligas com composição aproximadamente equiatômicas dos sistemas binário cobre-zinco. MARCILIO CUNHA

60 MATERIAIS METÁLICOS MAIS TARDE DESCOBRIU-SE QUE SE TRATAVA DO
COMPOSTO INTERMETÁLICO CuZn , CONHECIDO COMO LATÃO BETA. MARCILIO CUNHA

61 MATERIAIS METÁLICOS MAS A GRANDE REVOLUÇÃO ESTAVA A CAMINHO:
A observação microscópica da microestrutura dos materiais e correlação com suas propriedades. Isto começou no grande centro produtor de aço em Sheffield, na Inglaterra.

62 MATERIAIS METÁLICOS Henry Clifton Sorby , em 1863 -1864:
Observou a estrutura de rochas e de aços ao microscópico óptico. A superfície destes materiais tinha sido polida e atacada levemente com reagentes químicos.

63 MATERIAIS METÁLICOS Em ,1865 os eram descobertos os Raios X
A difração de Raios X , que possibilitou a determinação da estrutura cristalina dos materiais, foi descoberta em

64 MATERIAIS METÁLICOS De posse da metalografia óptica, da difração de raios X e de algumas técnicas indiretas como dilatometria e análise térmica, os metalurgistas puderam caracterizar as transformações de fase e a microestruturas delas decorrentes. A correlação das microestruturas com as propriedades foi uma conseqüência natural.

65 MATERIAIS METÁLICOS O advento da microscopia eletrônica possibilitou melhores resoluções e a observação de detalhes e espécies não observáveis com o microscópio óptico.

66 MATERIAIS METÁLICOS A maioria dos elementos químicos foi descoberta nos últimos 250 anos .

67 MATERIAIS METÁLICOS Empregamos atualmente nos processos
industriais a grande maioria dos elementos químicos, ao passo que, até o século XIX com exceção de uns 20 deles, os mesmos eram curiosidades nos laboratórios de química.

68


Carregar ppt "Engenharia de Materiais"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google