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8/18/2019 Cervieri.doc

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1. Com o que se ocupa a Ciência dos Materiais e qual sua importância na

engenharia moderna?

A Ciência dos materiais estuda a relação entre estrutura e propriedades dos

materiais. Trabalha na ampliação do conhecimento dos materiais, definindo seu

potencial de utilização e suas limitações. Sua importância na engenharia moderna

se dee ! capacidade de se obter atra"s de pes#uisa, certas combinações de

materiais, estruturas e propriedades #ue poderão representar soluções para

aplicações em determinadas condições de seriço, de meio e minimizando os

custos.

2. Diferencie conhecimento fenomenológico e enciclopédico.

Conhecimento fenomenol$gico pro"m da ciência, baseado no estudo dascausas e efeitos% o enciclop"dico deria de conhecimentos pr&ticos deidos

unicamente ! e'periência (emp)rico*. Sabemos os resultados sem e'plicações

cient)ficas.

3. Classifique os materiais segundo os seguintes critérios

a! "plica#$o na ind%stria +etais, cerâmicos, pol)meros e comp$sitos%

&! 'rau de desen(ol(imento tecnológico aturais, emp)ricos, desenoimentocient)fico e pro-etados%

c! Morfologia +onoestruturados, recobrimento, gradiente e aleat$rio.

). Cite dois produtos que podem ser classificados como

a! Monoestruturado arrafas de idro (silicatos* e propileno in-etado%

&! *eco&rimento Tintas e anodização de camadas%

c! 'radiente /ispositios eletr0nicos e tratamentos de endureciemtno superficial%d! Composi#$o aleatória Cimento reforçado com brita (concreto* e borracha

condutora com grafite.

+. Como se interrelacionam estrutura, propriedades, processamento e

desempenho em ser(i#o de um material?

Sendo conhecido o desempenho e as propriedades re#ueridas de um

componente para certa aplicação, podemos, atra"s da ciência dos materiais definir

o tipo de material a ser empregado e #ual a estrutura mais ade#uada para conferir

as tais propriedades dese-adas !s condições de trabalho. A partir da), ser& escolhido


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o tipo de processamento mais ade#uado para a obtenção da referida estrutura no

material escolhido.

-. m que estaria &aseada a mudan#a de propriedades de um mesmo material

fa&ricados por diferentes processos?

1s processos aplicados podem formar diferentes microestruturas em um

material, originando diferentes propriedades para este mesmo material.

/. Diferencie propriedades de corpo e superf0cie.

2ropriedades de corpo caracterizam o material #uanto ao comportamento

mecânico, propriedades el"tricas, magn"ticas e condutiidade t"rmica% propriedades

de superf)cie caracterizam o material #uanto ! reatiidade com o meio, resistência !corrosão e ao desgate, biocompatibilidade e efeito decoratio.

. Compare a microestrutura de um co&re fundido com a de um co&re trefilado.

o cobre fundido, poderemos encontrar rechupes, inclusões e uma

granulometria mais grosseira% no cobre trefilado poderemos encontrar inclusões e

grãos alongados ou arredondados (dependendo da seção analisada* e

granulometria mais refinada.

1. Do que depende a escolha de um determinado processo de fa&rica#$o?

/epende das propriedades da mat"ria prima, das propriedades e'igidas e do

tipo de peça, componente ou estrutura #ue se ai pro-etar.

11. Diferencie com suas pala(ras os tipos de materiais quanto s suas

propriedades 4f0sicas, qu0micas e mecânicas! t0picas.Metais3 são geralmente uma combinação de elementos met&licos. Seus

el"trons não estão ligados a nenhum &tomo em particular e por isso são bons

condutores de calor e eletricidade% têm aparência lustrosa #uando polidos% não são

transparentes ! luz is)el% bastante utilizados em aplicações industriais.

Cerâmicos3 são geralmente não met&licos e inorgânicos% são $'idos, nitretos

e carbetos% são isolantes de calor e eletricidade% alta dureza, por"m fr&geis.

Polímeros: são geralmente compostos orgânicos, baseados em carbono,

hidrogênio e outros elementos não4met&licos. São constitu)dos de mol"culas muito

grandes% apresentam bai'a densidade e podem ser e'tremamente fle')eis.2 / 7


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Compósitos3 são materiais onde se consegue misturar propriedades de

materiais diferentes, obtendo4se relações $timas de resistência mecânica5peso, ou

eleada dureza e boa resistência ao impacto, etc.

1). " partir de um material de sua escolha, dê duas aplica#5es para o mesmo e

descre(a as propriedades de interesse em cada aplica#$o.

Alum)nio3 utilizado para estruturas (e'3grades* com a importante propriedade

de resistência ! corrosão.

1+. Como podem se degradar as propriedades dos materiais em ser(i#o? Cite

3 e6emplos pr7ticos.

4 Temperatura3 #ueima de ret)fica%4 Corrosão3 o'idação de aços bai'a liga%

4 /esgaste3 elementos de muinas submetidos ao atrito.

18. 9uais s$o os critérios para a sele#$o de um material para determinada

aplica#$o?

1s principais crit"rios são3 caracterizar as condições de seriço, descobrir as

propriedades re#ueridas, aaliar fatores de degradação, aaliar a disponibilidade demat"ria4prima, limitações do material selecionado, aaliar custo total e impacto

ambiental.

1-. : que é compromisso entre as propriedades de um material?

/ificilmente um material re6ne uma combinação ideal de propriedades, !s

ezes " necess&rio reduzir uma em benef)cio de outra% e'igindo #ue se estabeleça

um compromisso razo&el entre duas ou mais propriedades.

1/. Como a quest$o am&iental est7 presente na sele#$o de um material para

determinado emprego?

/ee4se aaliar o impacto ambiental na produção e utilização do material,

bem como a possibilidade de reciclagem.

1. ;iste seis diferentes classifica#5es de propriedades dos materiais que

determinam sua aplica&ilidade.

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2onto de fusão, m$dulo de elasticidade, condutiidade t"rmica, densidade,

tenacidade e dureza.

2. Cite os quatro componentes que est$o en(ol(idos no design, produ#$o e

utili


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9 a rede formada por &tomos segundo parâmetros estabelecidos. A relação

com os &tomos izinhos " constante, de acordo com a simetria entre os izinhos, as

distâncias entre os &tomos (#ue definem o parâmetro de rede* e os ângulos entre as

arestas. a estrutura cristalina, os cristais se formam na solidificação ou por

saturação de uma solução, isando sempre a mais bai'a energia lire e a maior

emapcotamento.

3. : que é célula unit7ria de uma rede cristalina?

9 a menor subdiisão da rede cristalina #ue ret"m as caracter)sticas de toda a

rede.

). 9uantos e quais s$o os sitemas cristalinos? Como diferem entre si? 9uais

s$o suas caracter0sticas?

:'istem ; sistemas cristalinos e diferem entre si pela relação entre seus

ângulos e parâmetros de rede.

4 Cúbico: possui três arestas iguais e ângulos internos de


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/. 9ual o n%mero de 7tomos 4ou n%mero de pontos de rede! das células

unit7rias do sistema c%&ico para os metais?

:'istem três diferentes tipos de sistema c6bico, e em cada um, o n6mero de

&tomos " diferente.

- Cúbico simples !C"#: > ponto na rede%

- Cúbico de $ace centrada !C%C#: @ pontos na rede%

- Cúbico de corpo centrado !CCC#: ? pontos na rede.

1. %mero de coordena#$o : que é? Do que depende 9 o n6mero #ue

representa a #uantidade de &tomos izinhos ! uma mesma distância #ue um

determinado &tomo possui. /epende principalmente do n6mero de ligações

coalentes #ue um &tomo pode compartilhar e do fator de empacotamento cristalino,#ue relaciona os raios at0micos dos elementos #ue formam o material. 1 n6mero de

coordenação para o sistema CS " % para o CCC " B% para o CC " >? e para o DC

" >?.

11. : que é um fator de empacotamento em uma célula unit7ria? Calcule o

fator de empacotamento para células c%&icas dos metais.

9 a fração de olume da c"lula unit&ria efetiamente ocupada por &tomos,assumindo #ue os &tomos se-am esferas r)gidas.

%& ' !no (tomos)cél*la# + !,ol*me cada (tomo# ) ,ol*me da cél*la *nit(ria

4 CS3 : E =,F?%

4 CCC3 : E =,B%

4 CC3 : E =,;@.

1). : que é alotropia? : que é anisotropia? Alotropia " a propriedades dos materiais #ue têm a mesma estrutura #u)mica,

mas estruturas cristalinas diferentes. Anisotropia " a propriedade dos materiais #ue

apresentam diferentes alores ou caracter)sticas de propriedades #uando estas são

analisadas sob diferentes direções.

1+. Descre(a a estrutura cristalina tipo diamante. Cite e6emplos.

A estrutura consiste de &tomos de C ligados por coalência dispostos numa

rede CC, onde alguns &tomos ocupam s)tios tetra"dricos. 1 parâmetro de rede "e#uialente para todos os &tomos e o C " @. :'3 e, Si, 2.

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18. : que s$o discordâncias? Como podem ocorrer?

9 um defeito at0mico de linha originado por tensões de cisalhamento, #ue

ocorre em uma aresta de um plano e'tra de uma estrutura cristalina.

4 iscordância em aresta o* em c*n.a: surge pelo talhamento de um cristal perfeito,

deslocando4se as partes enolidas e preenchendo parcialmente o corte com um

plano e'tra de &tomos.

- iscordância em espiral: surge de um ei'o de reolução em #ue o cristal sofre uma

espiral, percorrendo4se espaços at0micos iguais em cada direção.

- iscordância em .élice: deslocamento dos &tomos " paralelo ao defeito.

1-. Defina gr$o. : que é contorno de gr$o? 9ue tipo de defeito é considerado

um contorno de gr$o?

rão " a porção do material onde o arran-o cristalino " idêntico, ariando a

orientação do cristal no metal. Contorno de grão " a fronteira, zona de transição

entre dois grãos ad-acentes, considerado um defeito planar.

1/. Como pode a superf0cie de um cristal ser considerada um defeito da

estrutura cristalina?/eido ao n6mero de coordenação dos &tomos da superf)cie ser menor do

#ue os &tomos do interior da peça, esta energia e'cedente originar& uma s"rie de

fen0menos e caracter)sticas particulares ! superf)cie, podendo4se considera4la como

um defeito do material.

1. Cite algumas propriedades influenciadas diretamente pela presen#a de

defeitos./istorções da rede, densidade, resistência mecânica e mudança no fator de

empacotamento.

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