IntroduçãoIntrodução

• 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

Novas Idéias Projeto Seleção de Materiais

Novos Materiais Materiais existentes

ManufaturaAplicações finais

Engenharia de Materiais e as novas tecnologiasEngenharia de Materiais e as novas tecnologias

Estrutura Propriedades

Processamento

Observação

Otimização domaterial

MetaisMetais

• 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.

CerâmicasCerâmicas

• 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.

PolímerosPolímeros

• 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.

CompósitosCompósitos

• 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.

SemicondutoresSemicondutores

• Características

Condutividade elétrica intermediária

Propriedades elétricas são extremamente sensíveis à pureza química dos elementos

“wafer”de Si para chips de computador

Micro sistemas eletro-mecânicos (MEMS)

• 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 MateriaisPropriedades 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 MateriaisSeleção 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.