Propriedades dos materias

Capítulo 1
Propriedades e Ensaios dos Materiais

1.1 -

Estrutura da Matéria

As propriedades dos materiais estão intimamente ligadas à sua estrutura molecular. Por isso, para a compreensão dos mecanismos que regulam as suas propriedades e comportamentos às diferentes solicitações é necessário conhecê-la. Uma característica geral dos sólidos é a capacidade de reterem a sua forma, e por isso vamos iniciar o estudo pelos fundamentos dos materiais e suas ligações atómicas. 1.1.1 - Ligações dos Sólidos Quando dois átomos estão suficientemente próximos, os electrões das camadas exteriores podem ser partilhados ou cedidos dando origem a uma força de atracção entre os átomos. Esta força depende da sua distância. Se estiverem muito próximos, haverá uma força repulsiva que os impede de se tocarem; se estiverem afastados, a força é de atracção impedindo que se afastem. Existe assim uma distância de equilíbrio de, em que as forças atractivas e repulsivas são iguais. A Fig.1-1 mostra as curvas respectivas onde se verifica que se intersectam no ponto de equilíbrio. Este mecanismo é uma das interacções possíveis entre átomos, resultando numa ligação conhecida por ligação covalente. Para além deste mecanismo de ligação, os átomos nos materiais sólidos podem exibir outros dependendo da estrutura electrónica dos átomos envolvidos na interacção, sendo os mais dominantes o da ligação metálica, no caso dos metais, e o das ligações de van der Waals, no caso dos cris-

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FUNDAMENTOS FÍSICOS DO CORTE DE METAIS

tais moleculares. Nos metais e suas ligas existe um grande número de electrões livres formando uma nuvem comum; o resto do material é um conjunto de iões carregados positivamente e mantido pela nuvem electrónica (Fig.1-2). Quando os átomos não possuem electrões livres, o mecanismo da ligação metálica não existe. Nestes casos, estando os átomos bastante próximos, desenvolvem forças de atracção que garantem a integridade sólida, embora sejam mais fracas do que as