Materiais engenharia

Relação Estrutura x Propriedades

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• As propriedades “cotidianas” dos materiais dependem
§ da estrutura em escala atômica
§ da microestrutura (estrutura em escala intermediária)

Alumínio

Magnésio

(estrutura cúbica)

(estrutura hexagonal)

Fibras de vidro em uma matriz de polímero.

Ex: Alumina porosa e não-porosa

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Poros

50 µm

A presença de poros causa espalhamento de luz e o material se torna opaco.
Lâmpada
de vapor de sódio .
O gás em alta temperatura
(1000ºC) é guardado dentro de um cilindro translúcido de alumina. 50 µm

A eliminação dos poros através da adição de
0.1% de MgO gera um material translúcido.

Microestrutura de uma Solda

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Seleção de Materiais
• Ex: Cilindro de armazenamento de gases
§ Requerimento: resistir a altas pressões (14MPa)
Resistência
Metais
Cerâmicas
Polímeros
Semicondutores
Compósitos

Flexibilidade

Custo

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Seleção de Materiais
• Ex: Vaso de pressão de uma aeronave
§ Requerimento: resistir a altas pressões e ser leve
§ Aqui o custo é menos importante do que a funcionalidade
ØPrefere-se um material leve e forte, mesmo sendo caro.

Resistência
Metais
Cerâmicas
Polímeros
Semicondutores
Compósitos

Flexibilidade

Leveza

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LIGAÇÕES ATÔMICAS

Ligação Atômica
• Porque estudar a estrutura atômica ?
§ As propriedades macroscópicas dos materiais dependem essencialmente do tipo de ligação entre os átomos.
§ O tipo de ligação depende fundamentalmente dos elétrons.
§ Os elétrons são influenciados pelos prótons e neutrons que formam o núcleo atômico.
§ Os prótons e neutrons caracterizam quimicamente o elemento e seus isótopos.

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Estrutura Atômica
Núcleo contendo prótons - dão o número atômico neutrons - dão o número isotópico

Mpróton = Mneutron = 1.66x10-24g= 1 amu amu = atomic mass unit unidade atômica de massa
Em uma grama teremos
1g
1.66 x10 − 24 g amu

= 6.023 x 10 23 amu

NA= Número de Avogadro