Ciências dos materiais

Ciências dos materiais

(Parte 3 de 4)

São mais resistentes que metais e polímeros a altas temperaturas.

Quanto às propriedades mecânicas, são duros, porém frágeis.

Cerâmicos

• Incluem plásticos e borrachas.

• São geralmente compostos orgânicos baseados em carbono, hidrogênio e outros elementos não-metálicos.

• São constituídos de moléculas muito grandes (macromoléculas).

• Tipicamente, esses materiais apresentam baixa densidade e podem ser extremamente flexíveis.

Polímeros

Compósitos

• São constituídos de mais de um tipo de material insolúveis entre si.

• São “desenhados” para apresentarem a combinação das melhores características de cada material constituinte.

• Muitos dos recentes desenvolvimentos em materiais envolvem materiais compósitos.

• Exemplo clássico: compósito de matriz polimérica com fibra de vidro; apresenta a resistência da fibra de vidro associado a flexibilidade do polímero.

Mesmo em pequenas quantidades, a presença destas cargas promove melhorias nas propriedades mecânicas, térmicas, e físicoquímicas dos polímeros, em comparação aos polímeros puros e aos tradicionais compósitos poliméricos (WANG, 2001).

Figura: Melhorias de Propriedades dos nanocompósitos. Fonte: Oliveira Jr, A. R, 2005.

Nanocompósitos

Quais os critérios que um engenheiro devem adotar para selecionar um material entre tantos outros?

1. Conhecer as suas propriedades.

2. Condições de serviço (forças que atuam sobre ele).

3. Perda das propriedades (tipo de degradação que o material sofrerá em serviço).

Exemplo:

Elevadas temperaturas e ambientes corrosivos diminuem consideravelmente a resistência mecânica.

Quais os critérios que um engenheiro devem adotar para selecionar um material entre tantos outros?

4. O custo (consideração talvez mais convincente é provavelmente a econômica).

Qual o custo do produto acabado???

Um material pode reunir um conjunto ideal de propriedades, porém com custo elevadíssimo.

Quais os critérios que um engenheiro devem adotar para selecionar um material entre tantos outros?

Como definir qual o melhor

material para a produção de um copo?

• Vidro • Cerâmica

• Plástico

• Madeira

• Metal

• Papel

Depende

• Custo •Tempo de vida

• Durabilidade

• Aparência

•Natureza do líquido

• Café – não podem ser usados copos de metal e papel.

Qualquer projeto requer, para a sua viabilização, um vasto conhecimento das características, propriedades e comportamento dos materiais disponíveis.

Propriedades dos materiais Classes Propriedades

FísicaDensidade, porosidade, teor de umidade

QuímicaAlcalinidade, resistência à corrosão

Térmica Condutividade, expansão (dilatação)

Elétrica Condutividade ÓticaCor, transmissão e reflexão de luz

Mecânica

Resistência: tração, compressão, cisalhamento e flexão.

Elasticidade, plasticidade, ductilidade, tenacidade e dureza.

Ensaios mecânicos

Propriedades mecânicas

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