ATPS 1

ETAPA 1

Aula-tema: Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

Passo 1

1. Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet as principais

características dos materiais que apresentam as classificações básicas que são os metais,

cerâmicas, polímeros e compósitos.

Características dos principais materiais.

Os materiais são classificados em quatro classes principais são elas respectivamente: metais, cerâmicas, polímeros e compósitos.

Os materiais metálicos são os principais materiais da metalurgia, assim são classificados pelas suas propriedades e resistência mecânica como dureza, resistência, fragilidade, etc.

Classificação técnica dos materiais:

A Figura 1 apresenta a classificação técnica dos materiais.

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Figura 1. Classificação técnica dos materiais.

Metais

• Ferro e aço;

• Ligas não ferrosa e superligas;

• Compostos intermetálicos.

Cerâmicas

• Cerâmicas estruturais;

• Refratários;

• Cerâmica branca;

• Vidros;

• Cerâmicas para aplicações elétricas;

• Cerâmicas ligadas quimicamente, (cimento e concreto).

Polímeros

• Plásticos

• Cristais líquidos

• Adesivos

Compósitos

• Compósitos particulados;

• Compósitos laminados;

• Compósitos reinforçados com fibras.

Classificação química dos materiais

| |Ligações |Menor partícula |Estrutura |

|Metais |Metálicas |Átomo |Cristalina |

|Semicondutores |Covalente |Átomo |Cristalina |

|Cerâmicos |Covalente |Molécula |Cristalina |

|Vidros |Covalente |Molécula |Amorfa |

|Polímeros |Covalente |Cadeia de Moléculas |Amorfa |

Os materiais são divididos em dois grandes grupos:

• Materiais estruturais: São todos aqueles materiais para os quais as propriedades mecânicas têm um papel fundamental.

• Materiais funcionais: Servem para cumprir um grupo de funções como, por exemplo: semicondutores, magnéticos, condutores de eletricidade, etc.

Naturalmente o valor de uma propriedade varia mesmo entre os materiais de uma mesma classe, contudo é possível observar-se certo grau de correlação entre as classes de materiais e as propriedades. A magnitude de algumas propriedades (mecânicas) interessantes, para as quatro diferentes classes de materiais, está apresentada na Tabela 2.

Tabela 2. Propriedades mecânicas para quatro diferentes classes de materiais.

|Propriedade |Unidade |Metais |Cerâmicas |Polímeros |Compósitos |

|Densidade |Mg/m3 |02/out |01/mai |01/fev |1,5-2,0 |

|Mód. de Young |GPa |50-200 |10-1000 |0,01-10 |1-200 |

|Res. à tração |Mpa |50-2000 |1-800 |5-100 |100-1000 |

Duas propriedades mecânicas citadas acima estão relacionadas com o nível de tensão (que possui as unidades da pressão): o módulo de Young e a resistência mecânica à tração. Elas exemplificam a grande relevância que a tensão tem no estudo dos materiais.

Materiais metálicos característicos.

São átomos organizados numa estrutura repetitiva regular, relativamente resistível, compacto, flexível ou maleável de alta plasticidade, resistente à quebradura, excelente condutor de eletricidade e calor, opaco à luz.

Cerâmicas:

As cerâmicas são atividades ou artes de produção de artefatos cerâmicos. Qualquer classe de materiais sólidos inorgânico não metálico seja submetido a altas temperaturas. Geralmente uma cerâmica é um óxido metálico.

Polímeros:

Os polímeros são composições químicas de alta massa molecular. Em geral, os polímeros possuem os mesmos elementos nas mesmas medidas relativas que seus monômeros.

Os materiais compósitos são aqueles que possuem pelo menos dois componentes ou duas fases, com propriedades físicas e químicas claras e distintas, em sua composição. Separadamente os constituintes do compósito mantêm seus traços peculiares, todavia quando associados eles tomam forma um composto com propriedades impossíveis de se obter com apenas um deles.

Reforços são os que realçam propriedades mecânicas, eletromagnética ou química, material compósito como um todo.

Pode ainda surgir uma sinergia entre material matriz e materiais reforços que resulte, no material compósito final, em propriedades não existentes nos materiais originais. Exemplos de aplicações: Capacete, colete, barcos, raquetes, etc.

. A Tabela 3 apresenta as características das estruturas cristalinas de sistema cúbico.