Atps De Materiais De Construçao Mecanica

DESAFIO

Muitos engenheiros, de diversas áreas, irão se deparar em algum momento com problemas relacionados à área de materiais. Os objetivos de se estudar materiais de construção mecânica são em geral investigar as estruturas e propriedades desses e procurar produzi-los de acordo com propriedades predeterminadas.

Quanto mais o engenheiro ou demais profissionais envolvidos na área conhecerem as características e propriedades desses materiais, mais bem preparados estarão para fazer escolhas adequadas e confiáveis baseados nos critérios de seleção que envolvam condições de serviço, deterioração das propriedades em que o material estará sujeito e, outra preocupação importante, é em relação aos fatores econômicos relacionados ao preço do produto finalizado. O profissional também não pode esquecer, que apesar de se ter reunido muitas informações sobre materiais, encontrados em livros técnicos, é necessário o desenvolvimento de novos materiais, que além de apresentarem novas tecnologias, sejam compatíveis com os critérios de preservação ambiental tanto na sua produção quanto na sua utilização.

OBJETIVO DO DESAFIO

Um recipiente comum é fabricado a partir de diversos tipos de materiais são os vasilhames de bebidas, que podem ser comercializados em latas metálicas, garrafas de vidro e garrafas plásticas. O desafio consiste em elaborar um vasilhame de bebidas metálico que armazene uma substância liquida, a ser definido pelo grupo, que apresente características de criatividade, utilidade, inovação, sustentabilidade e que seja viável para ser processado por uma empresa na área de materiais.

ETAPA 1

Essa atividade é importante para compreender a relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais e saber classificar um determinado tipo de material.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

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.

METAIS

Normalmente combinações de elementos metálicos (Ex: ligas), excelente condução elétrica e de calor, são fortes, mas deformáveis, são extensivamente usados em aplicações estruturais.

Os metais apresentam grande diversidade de propriedades físicas e químicas, conforme a pressão, temperatura e outras variáveis, diferentes tipos de mecanismos e estruturas de cristalização, o que também lhe altera as características.

Geralmente, os metais apresentam ordenação cristalina simples, com alto nível de aglutinação atômica (o que implica alta densidade) e numerosos elementos de simetria. No que se refere às combinações, apresentam forte tendência a não formar compostos entre si, mas têm afinidade com elementos não metálicos como o oxigênio e o enxofre, com os quais formam, respectivamente, óxidos e sulfetos. Os mais conhecidos e utilizados são o ferro, cobre, estanho, chumbo,alumínio, ouro e a prata estes dois últimos classificados como metais preciosos.

CÊRAMICAS

Compostos que contêm elementos metálicos e não metálicos (Ex: Al2O3, MgO), fracos condutores de eletricidade e calor, duros e frágeis (quebradiços), mais resistentes a altas temperaturas e ambientes agressivos do que os metais e os polímeros. Materiais cerâmicos: vidros, produtos a base de argila, cimentos entre outros.

POLÍMEROS

Compostos orgânicos que são plásticos ou borrachas (ex: polietileno, Teflon), feitos de carbono, hidrogênio e outros elementos não metálicos, moléculas grandes (macromoléculas), baixa densidade e muito flexíveis.

Materiais polímeros: plásticos, borrachas, sacolas plásticas, para-choques de automóveis, canos para água, panelas antiaderentes, mantas, colas, tintas, chicletes, etc.

Uma das principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas, segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos e elastômeros.

Termoplástico é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado, pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.

Termorrígidos são rígidos e quebráveis, porém bastante resistentes, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez transformados (moldados), não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando impossível sua reciclagem tornando-o inutilizável.

Elastômeros, classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade.

COMPÓSITOS

Compostos de mais de um tipo de material (Exemplo: a “fibra de vidro” é feita de fibras de vidro embebidas num polímero), apresentam uma combinação das melhores características de cada componente (Exemplo: a fibra de vidro adquire a resistência à tensão do vidro e a flexibilidade do polímero).

Materiais polímeros: polímero com fibra de vidro, fibra de carbono, fibra natural e outros, cimentos armado, pneus de banda de aço, fibras de carbono entre outros.

2) Completar a tabela 1 apresentada a seguir de acordo com os estudos realizados no passo 1 sobre as noções básicas de materiais metálicos.

Estrutura Cristalina Átomos por célula unitária Parâmetro de rede Fator de empacotamento Exemplo de Metais

Cúbica Simples 1 átomo a = 2r 0,52 polônio

Cúbica de Corpo Centrada 8 átomos

a = 4r

0,68 cromo, ferro, tungstênio

Cúbica de Face Centrada 8 átomos

A = 2R

0,74 cobre, alumínio, prata,