aula 1 - tipos de materiais - eng. civil

UNIVERSIDADE CATÓLICA DOM BOSCO

ESTUDO DE CASO – CONTROLE DE PRODUÇÃO

FASIPE

CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

Profª Anne Cerqueira

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Além de serem úteis ao homem o que mais as imagens possuem em Comum?

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Introdução

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Conceito

Material

ma.te.ri.al

Derivado do latim materialis (formado de matéria), em sentido amplo é empregado para exprimir toda

coisa que tem corpo, é corpórea, em oposição ao que é espiritual. Revela, assim, a existência real

das coisas que se vêem, se apalpam, se tocam, porque se constituem de substância tangível.

Fonte: SILVA, De Plácido e

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Introdução

Engenharia

en.ge.nha.ri.a

sf (engenho+aria) 1 Arte de aplicar os conhecimentos científicos à invenção, aperfeiçoamento ou

utilização da técnica industrial em todas as suas determinações.

E. civil: ramo da Engenharia que se ocupa de agrimensura e da projeção, organização e inspeção

dos trabalhos relacionados com construções em geral, mormente públicas, tais como as de estrada

de rodagem e de ferro, pontes, túneis, canais, portos e aeroportos e obras semelhantes, bem como

da instalação, funcionamento e conservação de redes de distribuição de águas e esgotos.

Fonte: Dicionário Michaelis

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Conceito

Materiais para Engenharia

São materiais utilizados para a fabricação de elementos

que compõem um dado sistema e são selecionados de

acordo com as suas propriedades e características

físicas, de maneira que atendam os requisitos de

desempenho do dado sistema.

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Introdução

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Conceito

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Introdução

Processamento Estrutura Propriedades Desempenho

Figura 1 – Os quatros componentes da disciplina e seu inter-relacionamento linear

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Perspectiva Histórica

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Introdução

IDADA DA PEDRA

Figura 2 – Lâmina

cortante de lasca de

pedra

Figura 3 – Facas de lascas de

sílex (rocha constituída de

quartzo)

Figura 4 – Vaso cerâmicos:

mineral bauxítico

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Perspectiva Histórica

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Introdução

A ERA DO BRONZE

Figura 5 – Artefatos cerâmicos com

inclusões de cobre

Figura 6 – Bronze

contendo ligas de chumbo

(2100 – 1900 A.C.)

Figura 7 – Artefatos de

guerra (bronze com prata)

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Introdução Classificação dos Materiais

Quantos materiais diferentes existem?

Entre 40000 e 80000 diferentes,

contando as variantes de tratamento

térmico e composição de cada

material.

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Introdução Classificação dos Materiais

Como definir qual o melhor material para um determinado fim?

Exemplo: Copo

Vidro

Cerâmica

Plástico

Madeira

Metal

Papel

Depende

Custo;

Tempo de vida ou

durabilidade; Aparência; Finalidade:

natureza do líquido

(ex: copo de metal e

papel não pode ser

usado para café).

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Classificação dos Materiais

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Introdução

Metais

Características:

- Materiais metálicos são geralmente uma

combinação de elementos metálicos;

- Os elétrons não estão ligados a nenhum

átomo em particular e por isso são bons

condutores de calor e eletricidade;

- Não são transparentes à luz visível;

- Possuem aparência lustrosa quando

polidos;

- Forte (resistência mecânica) e facilmente

moldável;

- Capacidade de deformação extensa e

permanente (ductilidade);

- Estrutura cristalina;

- São muito utilizados para aplicações

estruturais.Figura 8 – Exemplos de metais.

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Introdução

Metais

Desvantagens:

- Corrosão, oxidação

- Alta densidade (kg/m3)

Vantagens:

- Custo

- Resistência

- Disponibilidade

- Usinabilidade (processo de fabricação

que inclui remoção de material, por

exemplo: torneamento, fresa e furação)

- Conformação (deformação plástica,

caldeiraria)

Figura 9 – Exemplos de metais.

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Introdução

Metais

Figura 10 – Os Metais na Tabela Periódica.

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Introdução

Metais

Figura 11 – Descoberta dos materiais metálicos

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Introdução

Cerâmicos

Características:

- Geralmente composto por um

elemento metálico e um de cinco

elementos não metálicos (C, N, O, P

ou S);

- São geralmente isolantes de calor e

eletricidade;

- São mais resistentes à altas

temperaturas e à ambientes severos

que metais e polímeros;

- Com relação às propriedades

mecânicas as cerâmicas são duras,

porém frágeis;

- Em geral são leves.

Figura 12 – Exemplos de cerâmicos.

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Introdução

Cerâmicos

Desvantagens:

- Custo

- Fragilidade ao impacto (baixa

ductilidade)

Vantagens:

- Alta estabilidade (contra corrosão e

oxidação)

- Alto ponto de fusão (2020°C)

Figura 13 – Exemplos de cerâmicos.

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Introdução

Cerâmicos

Figura 14 – Os Cerâmicos na Tabela Periódica.

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Introdução

Polímeros

Características:

- Geralmente composto orgânicos

baseados em carbono, hidrogênio e

outros elementos não-metálicos;

- São constituídos de moléculas muito

grandes (macro-moléculas);

- Tipicamente, esses materiais

apresentam baixa densidade e podem

ser extremamente flexíveis;

- Materiais poliméricos incluem plásticos

e borrachas.Figura 15 – Exemplos de polímeros.

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Introdução

Polímeros

Desvantagens:

- Baixa resistência mecânica (baixo

módulo de elasticidade e dureza);

- Limpeza e esterilização.

Vantagens:

- Boa ductilidade;

- Custo;

- Multifuncionalidades (têxtil, plásticos,

borrachas, isolantes, peças transparentes

(em substituição ao vidro).

Figura 16 – Exemplos de polímeros.

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Introdução

Polímeros

Figura 17 – Os Cerâmicos na Tabela Periódica.

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Introdução

Algumas Considerações sobre a Necessidade de Materiais Modernos

Materiais que apresentam:

- Alto desempenho;

- Baixo peso e alta resistência;

- Resistência à altas temperaturas;

- Desenvolvimento de materiais que sejam menos danosos ao meio

ambiente e mais fáceis de serem reciclados ou regenerados.

aula 1 - tipos de materiais - eng. civil

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