METALURGIA

1 Compare os três grupos (tipos) de materiais (metálicos, cerâmicos e poliméricos) quanto às seguintes propriedades: ponto de fusão, dureza, maleabilidade, densidade e resistividade elétrica.

Propriedade Metais Cerâmicas Polímeros

Ponto de fusão Alto Alto Baixo

Dureza Alta Alta Baixa

Maleabilidade Alta Frágil Alta

Densidade (t/m³) 2-10 1-5 1-2

Resistividade Elétrica Alta Baixa Isolante

2. Por que o desenvolvimento dos plásticos modernos ocorreu tardiamente em comparação com os materiais cerâmicos e metálicos?

Os polímeros naturais foram usados durante milênios. Em 1930 com o desenvolvimento da química orgânica, a maioria dos polímeros que conhecemos hoje foi descoberta, porém somente a partir de 1960 que foi possível produzirmos polímeros industrialmente. Deste ponto em diante o seu desenvolvimento foi exponencial.

3. O que é microestrutura de um material?

Microestrutura pode ser definida, sucintamente, como o conjunto de características físicas, incorporando-se a elas, aspectos ligados à morfologia, escala, localização e orientação que define as propriedades de um material. As características físicas podem ser definidas como as diferentes fases que o material pode possuir e seus defeitos, sendo que as fases podem ser cristalinas ou não. A microestrutura depende da composição química e dos tratamentos termomecânicos pelos quais o material passou.

4. O que são materiais avançados?

São materiais utilizados para a fabricação de dispositivos ou componentes sofisticados. Estes materiais têm geralmente suas propriedades otimizadas ou são materiais novos de alto desempenho. Biomateriais, semicondutores, materiais inteligentes são exemplos de materiais avançados.

5. Faça uma lista dos principais fatores que influenciam o preço de um material. Ordene a sua lista de fatores em ordem decrescente de importância.

Primeiramente, o preço de um produto depende dos custos do mesmo e de seu valor de mercado. Por exemplo, se uma única empresa produz um produto indispensável no mercado e que não se encontra similares, o produto, consequentemente, terá um alto preço. Em relação aos custos gerados pelo produto, o de fabricação pode ser considerado o maior deles, quanto mais complexo e mais etapas de fabricação o produto tem maior será ele. Após vem o custo de mão-de-obra e o preço da matéria prima. Sendo assim, minha lista em ordem decrescente é: custos de fabricação, valor de mercado, mão-de-obra e matéria-prima.

6. Compare o preço das cerâmicas tradicionais com o preço das cerâmicas avançadas. Justifique a diferença.

A argila foi o primeiro estrutural inorgânico a adquirir propriedades completamente novas como resultado de uma operação intencional realizada por seres humanos. Este foi talvez o começo da engenharia de materiais a 8 mil a.C. As cerâmicas tradicionais à base de sílica, alumina ou magnésio também muito utilizadas como refratários em fornos e dispositivos utilizados na fusão e tratamento térmicos dos metais e ligas. Enquanto as cerâmicas tradicionais são obtidas a partir de matérias primas naturais como argilo-minerais e areia.

As cerâmicas avançadas são feitas a partir de óxidos, nitretos, carbonetos e boretos de alta pureza, têm composição definida e o tamanho, a forma e a distribuição das partículas são controladas. Por outro lado, o mercado mundial de cerâmicas tradicionais é pelo menos na ordem de grandeza maior que o de cerâmicas avançadas. O preço do material está ligado com a sua pureza, processamento e características. Isto pode ser notado claramente nos casos do carbeto de silício e do silício propriamente dito. Outro aspecto digno de ser mencionado é que a cerâmica avançada e materiais compósitos reforçados com fibra de carbono ainda são materiais muito caros. Porém, por outro lado, o aço comum, o concreto e a madeira deverão ainda por muito tempo predominar como materiais de construção.

7. Descreva com suas palavras e em não mais que 20 linhas a sua conceituação de ciência dos materiais.

Os materiais foram, são e continuarão a ser fundamentais para o desenvolvimento da nossa civilização. Tanto é assim que vários estágios do progresso humano recebem os nomes de "Idade da Pedra", "Idade do Bronze", "Idade do Ferro" e assim por diante. Podemos definir material, de uma maneira geral, como qualquer substância que pode ser usada em aplicações práticas.

A Ciência dos Materiais está intimamente ligada a vários campos tradicionais da engenharia e da ciência: física, metalurgia, química, eletricidade e mecânica. Na verdade, o engenheiro de materiais necessita de conhecimentos básicos em todas essas áreas. O que distingue a Ciência dos Materiais é o fato de que envolve a investigação de todos os parâmetros que determinam as propriedades de um dado material durante sua vida útil, isto é, nas fases de extração, fabricação, utilização, e, em muitos casos, reciclagem.

Assim, a Ciência dos Materiais estuda as interrelações que existem entre a estrutura de um material e suas propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas, químicas e outras. Um conceito básico para o estudo de qualquer material é o conceito de microestrutura, definida como o arranjo básico dos núcleos e elétrons do material e dos defeitos existentes em escala atômica. A microestrutura afeta profundamente as propriedades de um material e conseqüentemente sua aplicabilidade em situações práticas. O estudo da