Relatório Aula Prática Ciencia dos Materiais

1. INTRODUÇÃO

1.1 – Material analisado

O Real é a moeda corrente no Brasil, que após sucessivas trocas monetárias (réis, cruzeiro, cruzeiro novo, cruzado, cruzado novo, novamente cruzeiro e cruzeiro real), foi adotado em 1º de julho de 1994 e constituiu uma moeda estável para o país. Estão em circulação duas famílias de moedas do real, a primeira emitida de 1994 a 1997 é toda em aço inoxidável e a segunda, lançada em 1998, é composta de tipos diferenciados de metal e acabamento para facilitar a identificação. A moeda de vinte e cinco centavos dourada (R$ 0,25) faz parte da segunda família de moedas do Real. A figura 1 apresenta a moeda de R$ 0,25.

Figura 1: Moeda de R$ 0,25.

Anverso:

Efígie de Manuel Deodoro da Fonseca (1827-1892), proclamador da República e primeiro presidente constitucional do Brasil republicano, ladeada pelas Armas Nacionais e pelo dístico "Brasil".

Reverso:

À esquerda, linhas diagonais de fundo dão destaque ao dístico correspondente ao valor facial, seguido dos dísticos "centavos" e o correspondente ano de cunhagem.

Como características técnicas possui diâmetro de 25,00 milímetros, peso de 7,55 gramas, espessura de 2,25 milímetros, bordo serrilhado e seu material constituinte é o aço revestido de bronze.

1.2 – Estrutura Química

A moeda de R$ 0,25 é constituída de aço revestido por bronze. O aço é uma liga metálica composta por aproximadamente 98,5 % de Ferro (Fe), 0,5 a 1,7% de Carbono (C) e traços de Silício (Si), Enxofre (S) e Fósforo (P). O Ferro, componente principal do aço é obtido do seu principal mineral, a hematita (Fe2O3). É muito utilizado em peças metálicas que sofrem elevada tração, pois é mais resistente que o ferro puro, e é uma liga frequentemente usada para produzir outras ligas metálicas.

O bronze é uma liga metálica composta pela mistura de cobre (Cu) e estanho (Sn), podendo conter porções de outros elementos, com objetivos específicos pra cada uso. Sua principal propriedade é resistência ao desgaste, sendo bastante utilizado na produção de sinos, medalhas, moedas, estátuas, entre outros. Apresenta-se na forma de um metal dourado, é maleável e dúctil. Quando exposto ao ar atmosférico por períodos prolongados é recoberto por uma camada castanha escura de óxidos dos metais envolvidos em sua composição. É uma das ligas metálicas mais antigas da humanidade, que, segundo a história, começou a ser fabricado a mais de 3000 anos, numa época que ficou conhecida como Idade do Bronze. O cobre é encontrado na natureza principalmente na forma de calcopirita CuFeS2, é maleável e dúctil, muito utilizado na fabricação de ligas e conhecido por sua extrema propriedade de conduzir calor e energia elétrica. O Estanho é obtido, em quase sua totalidade, do minério cassiterita (SnO2) e sua principal característica é a alta resistência a meios corrosivos naturais. O material em que foi possível o estudo microscópico é apenas o revestimento da moeda, o bronze.

1.3 – Processo de Fabricação

O processo de fabricação de moedas compõe-se das etapas de eletrodeposição de discos, preparação dos ferramentais de cunhagem, cunhagem das moedas e a contagem e a embalagem das mesmas. A eletrodeposição dos discos consiste na redução eletrolítica de um dado elemento, inicialmente na forma iônica, na superfície de um substrato metálico ou de natureza condutora, como resultado da migração de íons do metal de interesse (sob a ação de uma corrente elétrica), em solução aquosa, com a finalidade de proteger o substrato menos nobre contra os processos corrosivos a que estão sujeitas essas estruturas metálicas, bem como para conferir o acabamento superficial necessário para agregar valores comerciais. A Casa da Moeda dispõe de uma moderna planta de revestimento em ligas de cobre e bronze, atendendo a toda a demanda do Brasil.

As ferramentas de cunhagem são consideradas extremamente importantes para garantir a segurança na fabricação do produto, são equipamentos modernos como torno mecânico a comando numérico computadorizado, e sistema de eletroerosão a fio e por penetração. Na hora da cunhagem da moeda, encontra-se em operação prensas de cunhagem horizontais e verticais, sendo que todas são dotadas de contadores eletrônicos que garantem a segurança e o controle do processo de fabricação. Ao final desse processo existem três linhas de contagem automatizadas, com capacidade para contar e embalar até seis denominações de moedas, na qual os números obtidos nesses contadores são comparados com aqueles registrados nas prensas, assegurando que a quantidade produzida será efetivamente entregue ao Banco Central do Brasil.

1.4 Microscopia Óptica

O microscópio é um instrumento utilizado para ampliar e observar estruturas pequenas dificilmente visíveis ou invisíveis a olho nu. Ele utiliza luz visível e um sistema de lentes de vidro que ampliam a imagem das amostras, sendo possível a identificação da microestrutura, granulação do material, fases presentes, inclusões, poros, entre outros. Existem dois tipos de microscópios ópticos, o simples e o composto. O microscópio ótico simples é utilizado para análises de estruturas, grãos, amostras de fibras têxteis, superfícies de fratura de metais, e outros produtos na indústria metalúrgica e química. O microscópio ótico composto é mais avançado tecnologicamente, podendo observar com aumento de até 2000 vezes. O microscópio ótico é também usado para analisar partículas encontradas nos circuitos, assim como é usado para olhar e medir o tamanho, o tipo e a densidade de defeitos em circuitos semicondutores. Ele apresenta dois sistemas de lentes convergentes; a objetiva e a ocular. A objetiva é um conjunto de lentes que apresenta pequena distância focal e que fornece uma imagem real e aumentada do objeto que é observado. A ocular, também formada por lentes convergentes, funciona como uma lupa, que fornece uma imagem virtual e aumentada da imagem real que se formou em pela objetiva.

O sistema completo consiste de uma fonte de luz, um condensador de iluminação, um diafragma de campo, um espelho ajustável, um condensador de foco e um diafragma de abertura. O diafragma que equipa o condensador é responsável pelo controle da abertura angular do cone de luz para a iluminação da amostra.

A amostra a ser analisada é colocada sob a pinça encontrada na platina, em seguida a lâmpada deve ser ligada e o ocular ajustado. Para obter os resultados esperados,