Os Materiais de Engenharia

Disciplina: Materiais de Engenharia

Prof. MSc. Eder Paduan

LISTA DE EXERCÍCIOS 3 – PLT 256

1-) O que é os estados da matéria?

São conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. O estado físico tem a relação com a velocidade do movimento das partículas de uma determinada substância. Canonicamente e segundo o meio em que foram estudados, são três os estados ou fases considerados: sólido,líquido e gasoso.1 Outros tipos de fases da matéria, como o condensado de bose-einstein ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. As características de estado físico são diferentes em cadasubstância e depende da temperatura e pressão na qual ela se encontra.

2-) Fale sobre materiais cristalinos e amorfos.

Cristalinos

Os sólidos cristalinos são caracterizados por possuírem uma estrutura ordenada como consequência de arranjos regulares de átomos que estão dispostos em posições fixas no espaço. Neles, os átomos, as moléculas ou íons que os constituem estão arranjados de uma forma periódica em três dimensões. As posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas. Esta estrutura, formada por unidades repetidas é denominada de rede cristalina. Os minerais cristalinos encontrados na natureza, por exemplo, formaram-se ao longo de muitos anos em condições extremas de pressão e temperatura, ou ainda por meio de processos lentos de evaporação. Cada sólido é formado por aglomerados de microestruturas características.

Amorfos

Nos sólidos não cristalinos, denominados amorfos, seus átomos, moléculas ou íons não apresentam uma organização de logo alcance, embora possam apresentar alguma ordenação de curto alcance. No entanto, sua estrutura não é de fato organizada. Podemos citar como exemplos de sólidos amorfos a borracha e alguns tipos de plásticos.

3-) O que é contorno de grão?

Contornos de grãos são as imperfeições superficiais que separam cristais de diferentes orientações, num agregado policristalino. Os átomos do contorno entre dois grãos aleatoriamente orientados não podem ter um complemento perfeito nos átomos vizinhos e, em conseqüência, existe uma região de transição onde a agregação atômica é imperfeita. Em três dimensões, esta transição ocorre através da superfície que separa os grãos. É a natureza imperfeita dos contornos dos grãos que permitem que eles apareçam destacados ao microscópio óptico de luz refletiva, pois a luz incidente se dispersa neste meio; quimicamente, eles são atacados com maior eficiência do que a rede cristalina.

4-) Qual a diferença entre materiais Monocristalinos e materiais policristalinos?

Monocristalinos: são materiais formados por um arranjo repetitivo ao longo de toda uma direção, sendo formado por faces perfeitas, ex.: Silício, diamantes;

Policristalinos: sãoformados pelo crescimento de cristal em varias direções, ex.: metais, cerâmicas

5-) Defina com as suas palavras o que são estruturas cristalinas?

Maneira segundo a qual os átomos, íons ou moléculas estão arranjadas.

6-) Por que o alumínio é mais dúctil do que o magnésio?

O alumínio puro tem rede cristalina cubica, de faces centradas com pouca densidade e baixa temperatura de fusão (600° C), e alta condutibilidade térmica. Apresenta ainda alta ductibilidade, baixa resistência a tração e dureza (17-20HB)

Já as ligas de Magnésio apresentam serio problemas, pois tem baixa ductibilidade. A matriz de magnésio apresenta estrutura cristalina hexagonal compacta (HCP), possuindo portanto, apenas três sistemas de deslizamento.

7-) O que é célula unitária, rede cristalina e sistema cristalino?

Célula unitária é o padrão que se repete ex: Paralelepípedos / prismas com 3 faces paralelas

Rede Cristalina Conjunto infinito de pontos definidos pela interceção de dois feixes de retas paralelas e equidistantes de um plano (rede plana) e pela interceção de três feixes de planos paralelos e equidistantes (rede espacial). Nos cristais, os átomos, iões ou moléculas dispõem-se segundo redes deste tipo.

Sistema cristalino é a designação dada a um grupo de ordenamento espacial pontual regular de átomos ou moléculas.

8-) Quais são os principais sistemas cristalinos?

São reconhecidos sete sistemas cristalinos: Isométricos, Tetragonal, Ortorrômbico, Hexagonal, Trigonal, Monoclínico e Triclínico

9-) O que é fator de empacotamento atômico e número de coordenação quando falamos de estruturas cristalinas?

Nem todo o espaço de uma rede cristalina é ocupado pelos átomos. A fração ocupada de fato é denominada de fator de empacotamento. É calculado dividindo-se o volume dos átomos que ocupam a célula unitária da rede pelo volume desta célula. Número de coordenação corresponde ao número de