Perspectiva Histórica Introdução Perspectiva Histórica Pedra ---> Bronze ---> Ferro --->Materiais Avançados Que relação há entre Ciência dos Materiais e Engenharia Processamento ---> Estrutura ---> Propriedades ---> Desempenho Classificação de materiais Metais, cerâmicos, polímeros (compósitos, semicondutores, biomateriais, etc) Materiais Avançados Materiais eletrônicos, materiais magnéticos, supercondutores, etc Utilização de materiais modernos e materiais do futuro Materiais biodegradáveis, nanomateriais, materiais “inteligentes” Seleção de materiais

Engenharia de Materiais e as novas tecnologias Seleção de Materiais Novas Idéias Projeto Novos Materiais Materiais existentes Manufatura Aplicações finais

Processamento Otimização do material Estrutura Propriedades Observação

Resistentes e deformáveis Metais Características Resistentes e deformáveis Boa ductilidade Alta condutividade elétrica e térmica Não transparente sob luz visível Superfície brilhante

Materiais metálicos são formados geralmente por combinações de elementos metálicos.

Alta resistência mecânica e baixa ductilidade Cerâmicas Características Alta resistência mecânica e baixa ductilidade Alta estabilidade química e térmica Bons isolantes térmico e elétrico Alta dureza e baixo coeficiente de expansão

Cerâmicas são formados por combinações de elementos metálicos e não metálicos.

Grande espectro de resistência e ductilidade Polímeros Características Grande espectro de resistência e ductilidade Leveza Baixo isolamento térmico e elétrico Alta dureza e baixo coeficiente de expansão

Materiais poliméricos são formados por compostos orgânicos consistindo de longas cadeias moleculares.

Compósitos Os materiais compósitos são formados por mistura de 2 ou mais materiais das classe apresentadas anteriormente e suas propriedades são resultado dessa combinação Podem ser identificadas fisicamente pela interface que há entre eles.

Condutividade elétrica intermediária Semicondutores Características Condutividade elétrica intermediária Propriedades elétricas são extremamente sensíveis à pureza química dos elementos Micro sistemas eletro-mecânicos (MEMS) “wafer”de Si para chips de computador

Semicondutores elementares são o Si, Ge e Sn. Os compostos semicondutores são formados por elementos das colunas III e V ou II e VI

Propriedades dos Materiais Propriedades mecânicas Resposta a um esforço mecânico: resistência, etc. Propriedades elétricas e magnéticas Resposta a um campo elétrico ou magnético: condutividade, etc. Propriedades térmicas Relacionadas com a transmissão de calor e capacidade calorífica dos materiais. Propriedades ópticas Dizem respeito à absorção, transmissão e deflexão da luz Estabilidade química Relacionada com o ambiente de trabalho: resistência à corrosão

Seleção de Materiais Propriedades X Custos

Diferentes materiais possuem diferentes estruturas cristalinas e, conseqüentemente, propriedades finais diferentes.

Como decidir qual material deve ser utilizado para determinada aplicação?

Composição, o tipo de ligação química, a estrutura cristalina e a microestrutura definem as propriedades do material.