r
INDICE GERAL
xv
xvii
Nota dos tradutores
Prefácio
CAPíTULO 1
INTRODUÇÃO À CIÊNCIA E ENGENHARIA
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
CAPíTULO 2
CAPíTULO 3
Materiais e engenharia
Ciência e engenharia de materiais
Classes de materiais
Competição entre materiais
Tendências futuras na utilização de materiais
ESTRUTURA
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
CRISTALINAS
E GEOMETRIA
1
4
5
10
13
19
E LIGAÇÃO ATÓMICA
Estrutura dos átomos
Números atómicos e massas atómicas
Estrutura electrónica dos átomos
Tipos de ligação atómica e molecular
Ligação iónica
Ligação covalente
Ligação metálica
Ligações secundárias
Ligações mistas
ESTRUTURAS
3.1
3.2
DE MATERIAIS
19
20
23
37
38
46
53
56
60
DOS CRISTAIS
Rede espacial e células unitárias
Sistemas cristalográficos e redes de Bravais
69
69
70
ix
x
íNDICE
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
CAPíTULO 4
SOLlDIFICAÇÃO,
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
CAPíTULO 5
ELÉCTRICAS DOS MATERIAIS
Condução eléctrica em metais
Modelo de bandas de energia da condução eléctrica
Semicondutores intrínsecos
Semicondutores extrínsecos
Dispositivos semicondutores
Microelectrónica
Compostos semicondutores
PROPRIEDADES
6.1
6.2
6.3
DEFEITOS CRISTALINOS E DIFUSÃO EM SÓLIDOS
Solidificação em metais
Solidificação de monocristais
Soluções sólidas metálicas
Defeitos cristalinos
Processos cinéticos em sólidos
Difusão atómica em sólidos
Aplicações industriais de processos de difusão
Efeito da temperatura na difusão em sólidos
PROPRIEDADES
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
CAPíTULO 6
Principais estruturas cristalinas dos metais
Posições atómicas em células unitárias cúbicas
Direcções em células unitárias cúbicas
Índices de Millerde planos cristalográficosem células unitárias cúbicas
Planos e direcções cristalográficas em células unitárias hexagonais
Comparação entre as estruturas cristalinas CFC, HC e CCC
Cálculo de densidades volúrnicas,planares e lineares em células unitárias
Polimorfismo ou alotropia
Determinação de estruturas cristalinas
MECÂNICAS
DOS MATERIAIS METÁLICOS
Processamento de metais e ligas
Tensão e deformação em materiais metálicos
Ensaio de tracção e diagrama tensão nominal-extensão nominal
72
81
82
86
92
94
97
101
103
121
121
132
135
139
153
158
165
172
185
185
196
199
207
217
225
240
249
249
261
266
íNDICE
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
CAPíTULO 7
MATERIAIS
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
CAPíTULO 8
Dureza e ensaio de dureza
Deformação plástica de monocristais metálicos
Deformação plástica de metais policristalinos
Endurecimento de metais por solução sólida
Recuperação e recristalização de metais deformados plasticamente
Fractura de metais
Fadiga de metais
Fluência e ruptura sob tensão de metais
POLlMÉRICOS
Introdução
Reacções de polimerização
Processos industriais de polimerização
Cristalinidade e estéreo-isomerismo em alguns termoplásticos
Processamento de plásticos
Termoplásticos de uso geral
Termoplásticos estruturais
Plásticos termoendurecíveis
Elastómeros (borrachas)
Deformação e reforço de plásticos
Fluência e fractura de materiais poliméricos
Selecção de materiais plásticos para aplicações em engenharia
DIAGRAMAS
DE FASES
8.1
Diagramas de fases de substâncias puras
8.2
Regra das fases de Gibbs
8.3
Sistemas binários isomorfos
8.4
Regra da alavanca
8.5
Solidificação de não-equilíbrio de ligas metálicas
8.6
Sistemas binários eutécticos
8.7
Sistemas binários peritécticos
8.8
Sistemas binários monotécticos
8.9
Reacções invariantes
8.10 Diagramas de fases com fases e compostos intermédios
8.11 Diagramas de fases ternários
xi
276
278
290
295
296
303
311
315
329
329
332
345
347
352
358
372
385
395
402
409
416
435
436
437
439
442
445
448
456
462
464
465
469
xii
íNDICE
CAPíTULO 9
LIGAS METÁLICAS
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
9.10
CAPíTULO 10
CAPíTULO 11
DE ENGENHARIA
Produção de ferros e aços
Diagrama de fases ferro-carboneto de ferro
Tratamentos térmicos de aços-carbono
Aços de baixa liga
Ligas de alumínio
Ligas de cobre
Aços inoxidáveis
Ferros fundidos
Ligas de magnésio, titánio e níquel
Selecção de materiais metálicos para aplicações em engenharia
MATERIAIS
CERÂMiCaS
481
482
485
495
514
524
541
547
551
560
567
581
10.1 Introdução
10.2 Estruturas cristalinas simples de cerâmícos
10.3 Estruturas dos silicatos
10.4 Processamento de cerâmicos
10.5 Cerâmicos tradicionais e cerâmicos técnicos
10.6 Propriedades eléctricas dos cerâmicos
10.7 Propriedades mecânicas dos cerâmícos
10.8 Propriedades térmicas dos cerámicos
10.9 Vidros
581
583
600
604
612
618
628
636
639
MATERIAIS
659
MAGNÉTICOS
11.1 Campos magnéticos e grandezas magnéticas
11.2 Tipos de magnetismo
11.3 Efeito da temperatura no ferromagnetismo
11.4 Domínios ferromagnéticos
11.5 Tipos de energia que determinam a estrutura dos domínios
magnéticos
11.6 Magnetização e desmagnetização dum metal ferromagnético
11.7 Materiais magnéticos macios
11.8 Materiais magnéticos duros
11.9 Ferrites
660
664
670
670
673
677
678
685
694
íNDICE
CAPíTULO 12
CAPíTULO 13
CORROSÃO
707
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
707
708
712
725
733
748
753
Generalidades
Corrosão electroquímica de metais
Pilhas galvânicas
Velocidade (cinética) da corrosão
Tipos de corrosão
Oxidação de metais
Controlo da corrosão
MATERIAIS
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
13.9
13.10
CAPíTULO 14
xiii
767
COMPÓSITOS
Introdução
Fibras para reforço de materiais plásticos
Plásticos reforçados por fibras
Processos de molde aberto para plásticos reforçados por fibras
Processos de molde fechado para plásticos reforçados por fibras
Betão
Asfalto e misturas asfálticas
Madeiras
Estruturas em sanduíche
Compósitos de matriz metálica e compósitos de matriz cerâmica
PROPRIEDADES
ÓPTICAS E MATERIAIS
SUPERCONDUTORES
767
768
775
785
790
792
802
803
812
814
831
14.1 Introdução
14.2 A Luz e o espectro electromagnético
14.3 Refracção da luz
14.4 Absorção, transmissão e reflexão da luz
14.5 Luminescência
14.6 Emissão estimulada de radiação e lasers
14.7 Fibras ópticas
14.8 Materiais supercondutores
831
833
834
837
842
845
850
855
Referências para estudo adicional por capítulo
865
Apêndice I
869
Algumas propriedades
de alguns elementos