PRINCÍPIOS DA CIÊNCIAS
MATERIAIS
E TECNOLOGIA DOS
Aula 01: Importância do estudo das Ciências dos Materiais e
suas aplicações no campo da Engenharia
Prof. Iran Aragão
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Apresentação do docente:
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Iran Aragão
Engenheiro Mecânico (IME-RJ)
Mestrado em Engenharia Mecânica (IME-RJ)
26 anos na área de ensino, sendo 14 anos atuando no
Ensino Superior da Universidade Estácio de Sá.
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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Ao final desta aula, você será capaz de:
Definir a importância do estudo das Ciências dos Materiais e
suas aplicações no campo da Engenharia.
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AVALIAÇÃO:
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INTRODUÇÃO
Vamos agora complementar seus estudos obtidos em
Mecânica e Resistência dos Materiais proporcionando a
você conhecimentos de Ciência dos Materiais bem como
suas aplicações.
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VISÃO HISTÓRICA
AS CIVILIZAÇÕES
O desenvolvimento das sociedades foi tão ligado aos
materiais, que as civilizações antigas foram designadas
por sua capacidade de manipular e produzir materiais,
a fim de satisfazer às suas necessidades.
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VISÃO HISTÓRICA
AS CIVILIZAÇÕES
•
Idade da Pedra;
•
Idade do Cobre;
•
Idade do Bronze;
•
Idade do Ferro.
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VISÃO HISTÓRICA
IDADE DA PEDRA
Corresponde ao período em que o homem
usava ferramentas criadas a partir de pedras
para cortar carnes e plantas.
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VISÃO HISTÓRICA
Idade do Cobre
• O cobre gerou algum impacto no mundo
antigo, pois produzia boas armas e
armaduras razoáveis, mas ainda era muito
macio para produzir ferramentas de corte
úteis.
• Conseqüentemente, o metalurgia do cobre não substituiu a
manufatura de armas e ferramentas de pedra, que ainda
produziam lâminas superiores.
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VISÃO HISTÓRICA
Idade do Cobre
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VISÃO HISTÓRICA
Idade do Bronze
• Período da civilização onde ocorreu o
desenvolvimento da metalurgia dos
bronzes, ligas de Cu com vários outros
elementos, incluindo o Sn, Al, Si e Ni.
• Os bronzes possuem maior dureza do que o Cu, bem como
boa resistência à oxidação. Foram largamente empregados
na produção de ferramentas, armas e objetos de arte.
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VISÃO HISTÓRICA
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VISÃO HISTÓRICA
Idade do Ferro
•O
Fe
não
substituiu
o
bronze
imediatamente, devido à sua metalurgia
complexa,
além
de
ser
raramente
encontrado em sua forma elementar.
• Posteriormente
as
ligas
ferrosas
tornaram- se as mais utilizadas entre os
metais, pela abundância de minério de Fe
e sua extrema versatilidade.
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RETIRAR
IDADE DO FERRO
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CIÊNCIA DOS MATERIAIS
• É a área da atividade humana associada com a geração e
com a aplicação de conhecimentos que relacionem
composição, estrutura e processamento dos materiais às
suas propriedades e aplicações;
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CIÊNCIA DOS MATERIAIS
• É a área da atividade humana associada com a geração e
com a aplicação de conhecimentos que relacionem
composição, estrutura e processamento dos materiais às
suas propriedades e aplicações;
• procura formar uma ponte de conhecimentos sobre
materiais, que liga as ciência básicas às diversas
especialidades de engenharia.
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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
O que são materiais?
• São as substâncias cujas propriedades as tornam
utilizáveis em estruturas, máquinas, dispositivos ou
produtos consumíveis;
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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
• Visa essencialmente a descoberta de conhecimentos
fundamentais sobre os materiais.
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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
CIÊNCIA DOS MATERIAIS
• Visa essencialmente a descoberta de conhecimentos
fundamentais sobre os materiais.
• É um empreendimento com propósitos que alcançam
desde o micromundo dos átomos e dos elétrons até o
gigantesco macromundo material com funções e
serviços que apóiem o homem na busca das soluções
para os problemas da sociedade.
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Análise dos Materiais
•
Propriedades, Desempenho e Custo:
•
Composição:
•
Processamento:
•
Estrutura de nano a macro:
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Análise dos Materiais
•
Propriedades, Desempenho e Custo:
Quais as propriedades dos materiais utilizados e quanto
custa?
•
Composição:
•
Processamento:
•
Estrutura de nano a macro:
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Análise dos Materiais
•
Propriedades, Desempenho e Custo:
Quais as propriedades dos materiais utilizados e quanto
custa?
•
Composição:
Que tipos de ligas metálicas e não-metálicas irei utilizar?
•
Processamento:
•
Estrutura de nano a macro:
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Análise dos Materiais
•
Propriedades, Desempenho e Custo:
Quais as propriedades dos materiais utilizados e quanto
custa?
•
Composição:
Que tipos de ligas metálicas e não-metálicas irei utilizar?
•
Processamento:
O material será produzido de que forma?
•
Estrutura de nano a macro:
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Análise dos Materiais
•
Propriedades, Desempenho e Custo:
Quais as propriedades dos materiais utilizados e quanto
custa?
•
Composição:
Que tipos de ligas metálicas e não-metálicas irei utilizar?
•
Processamento:
O material será produzido de que forma?
•
Estrutura de nano a macro:
Que tipo de tratamento térmico será aplicado?
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CLASSIFICAÇÃO
• Os materiais sólidos são freqüentemente classificados
em três grupos principais:
• Materiais metálicos:
• Materiais cerâmicos:
• Materiais poliméricos ou plásticos:
• Materiais compósitos: Incorporado nesta classificação
nas últimas décadas.
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CLASSIFICAÇÃO
• Além
dos
quatros
grupos
principais
mencionados
anteriormente, existem alguns grupos emergentes de
materiais, tais como:
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CLASSIFICAÇÃO
• Além
dos
quatros
grupos
principais
mencionados
anteriormente, existem alguns grupos emergentes de
materiais, tais como:
• materiais semicondutores;
• materiais supercondutores;
• polímeros condutores;
• silicones.
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METAIS
» Os materiais metálicos são normalmente uma combinação
de elementos metálicos;
» Possuem elétrons livres;
» Bons condutores de eletricidade e calor;
» Não transparentes;
» Muito resistentes;
» Facilmente deformáveis e pesados.
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METAIS
APLICAÇÕES:
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CERÂMICAS
»
Composições
de
elementos
metálicos
e
não
metálicos;
» Óxidos, nitretos e carbetos;
» Argilas, cimento e vidro;
» Normalmente isolantes;
» Duros e frágeis (quebradiços);
» Resistente a altas temperaturas (refratários);
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CERÂMICAS
Aplicações
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POLÍMEROS
»
Plásticos, borrachas e adesivos;
»
Compostos
orgânicos
baseados
em
carbono,
hidrogênio e outros elementos não metálicos;
» Produzidos pela criação de grandes estruturas
moleculares a partir de moléculas orgânicas;
» Baixa condutividade elétrica;
» Tipicamente tem baixa densidade e podem ser
extremamente flexíveis
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POLÍMEROS
Aplicações:
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COMPÓSITOS
• Formados por dois ou mais tipos de materiais.
Aplicações:
Compósitos de fibras reforçadas (fibras de carbono
em matriz polimérica) utilizados na estrutura de
bicicletas, bem como:
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SEMICONDUTORES
» Possuem propriedades elétricas intermediárias
entre condutores e isolantes;
» Sensíveis à presença de impurezas.
Aplicações
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Bom Estudo!
Até a próxima aula!
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