Estudo de Ciência de Materiais

Agradecimentos

A preparação deste texto só foi possível graças à cooperação de várias pessoas

e instituições.

Os alunos das disciplinas de graduação Ciência dos Materiais I e II contribuíram

com numerosas correções e valiosas críticas e sugestões. Infelizmente, não anotei

o nome de todos aqueles que colaboraram. Entretanto, dois alunos não podem ser

esquecidos: Ricardo Santana Maltez e Rosely Ernesto.

Os alunos das disciplinas de pós-graduação Microestrutura e Análise Microestrutural

e Introdução à Ciência e à Engenharia de Materiais contribuíram com seus

criticismo e interesse.

Meus orientados de Doutorado, Mestrado e Iniciação Científica, Izabel Fernanda

Machado, Fulvio Siciliano Jr., Julio Cesar Dutra, Hugo Ricardo Zschommler

Sandim, Rejane Aparecida Nogueira, Ricardo do Carmo Fernandes e Maria Luciana

Facci Urban, estiveram sempre dispostos para ajudar.

Os colegas de Departamento, Profa. Dra. Nicole Raymonde Demarquette, Prof.

Dr. Paulo Sérgio Carvalho Pereira da Silva, Prof. Dr. José Deodoro Trani Capocchi,

Prof. Dr. Douglas Gouvêa e o Prof. Eng. Marcelo Martorano, me ajudaram a entender

um pouco melhor a Ciência dos Materiais.

Agradeço também aos colegas do IPEN-CNEN/SP, aos quais sempre pude

recorrer nos momentos de dúvida, particularmente ao Dr. Luis Filipe Carvalho Pedroso

de Lima.

O texto foi cuidadosamente digitado e organizado por Maria Lucia Bastos

Padilha. Os amigos Dr. Jesualdo Rossi, Dr. Wolfgang Reick e M. Eng. Júlio César

Dutra nos ajudaram muitas vezes a entender e dominar o nosso temperamental computador.

As Bibliotecárias Clélia de Lourdes Lara Meguerditchian e Claúdia Fernanda

de Lima facilitaram eficientemente a obtenção de informações bibliográficas.

O amigo Enrique José Galé Pola me incentivou continuamente.

Agradeço também a Universidade de São Paulo, a Escola Politécnica e o Departamento

de Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela oportunidade de trabalho

e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela

Bolsa de Produtividade em Pesquisa concedida.

9

para Lucia

O Autor

O Engenheiro de Materiais Angelo Fernando Padilha é graduado pela

Universidade Federal de São Carlos, em 1974. É Mestre em Engenharia

Metalúrgica pela EPUSP, em 1977, e Doktor-Ingenieur pela Universidade de

Karlsruhe da Alemanha, em 1981. Trabalhou mais de uma década no IPENCNEN/

SP. Foi Pesquisador Visitante no Instituto Max Planck para Pesquisa

em Metais (Stuttgart) e Professor Visitante no Instituto de Materiais da Universidade

do Ruhr de Bochum. Deu assessoria para várias empresas. É autor

de cerca de 100 trabalhos publicados no Brasil e no exterior e de 4 livros.

Desde 1988, é Docente do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de

Materiais da EPUSP, onde fez Livre-Docência e é Professor Titular.

10

Apresentação

O presente texto tem caráter introdutório. Embora um autor não possa e

nem deva determinar ou escolher seus leitores, ele foi escrito visando interessados

que estão se iniciando no estudo da Ciência dos Materiais. Eles tanto

podem ser estudantes de graduação dos três primeiros anos de Engenharia

Metalúrgica ou de Engenharia de Materiais, como graduados em outras áreas,

tais como Física, Química, Engenharia Mecânica, Engenharia Química e

Odontologia, que estejam se iniciando na área de materiais.

A matéria é desenvolvida em 20 capítulos concisos. Nos capítulos iniciais

é discutida a organização dos átomos na matéria (ligações químicas,

sólidos cristalinos, sólidos amorfos e sólidos parcialmente cristalinos). Nos

capítulos intermediários são abordados (com considerável detalhe) os defeitos

cristalinos. Na parte final são discutidas as principais propriedades dos

materiais. No decorrer de todo o texto procura-se relacionar a composição e a

estrutura dos materiais com suas propriedades e usos.

A abordagem apresenta algumas ênfases. Por exemplo, os materiais

cristalinos são tratados em maior detalhe que os amorfos e parcialmente

cristalinos. Os materiais metálicos ocupam maior espaço que os cerâmicos,

poliméricos e compósitos. As propriedades mecânicas são discutidas em maior

detalhe que todas as outras. Estas ênfases foram ditadas pela importância

econômica e pelas aplicações.

O leitor também poderá notar algumas lacunas e ausências. Não apresenta

um tratamento termodinâmico dos