Ciência e engenharia dos materiais

1. Introdução
Os materiais foram, são e continuarão a ser fundamentais para o desenvolvimento da nossa civilização. Tanto é assim que vários estágios do progresso humano recebem os nomes de "Idade da Pedra", "Idade do Bronze", "Idade do Ferro" e assim por diante. Podemos definir material, de uma maneira geral, como qualquer substância que pode ser usada em aplicações práticas.
As sociedades avançadas em todo o mundo rapidamente adquirem habilidades sem precedentes no sentido de criar materiais projetados para satisfazer necessidades humanas. Em todo país, a qualidade de vida e segurança econômica e militar dependem cada vez mais da capacidade de sintetizar e processar materiais, de descobrir novos e de integrá-los em tecnologias de manufatura economicamente eficientes e ecologicamente seguras. Na verdade, sem os novos materiais e sua produção eficiente, não existiria o nosso mundo de equipamentos modernos, máquinas, computadores, automóveis, aeronaves, aparelhos de comunicação e produtos estruturais.
A Ciência dos Materiais estuda as inter-relações que existem entre a estrutura de um material e suas propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas, químicas e outras. Um conceito básico para o estudo de qualquer material é o conceito de microestrutura, definida como o arranjo básico dos núcleos e elétrons do material e dos defeitos existentes em escala atômica. A microestrutura afeta profundamente as propriedades de um material e consequentemente sua aplicabilidade em situações práticas.
Baseando-se, principalmente, na composição química e na estrutura atômica, os materiais sólidos têm sido convenientemente agrupados em metais, condutores bons de eletricidade e calor, cerâmicos, compostos entre os elementos metálicos e não-metálicos, e polímeros, que compreendem os plásticos e borrachas. Adicionalmente, existem os grupos dos compósitos, que consistem em mais de um tipo de material, os semicondutores, os quais possuem propriedades elétricas peculiares, e os