ATPS Materiais

Passo 1

1.1 Características dos Metais, Cerâmicos, Polímeros e Compósitos

1.2 - Metais

São um conjunto de pelo menos dois elementos metálicos, Exemplos de ligas: bronze (cobre e estanho, podendo conter outros elementos). Também é um material muito forte e deformável.

Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor e possuem a capacidade de conduzir calor e eletricidade de 10 a 100 vezes mais rápido do que outras substâncias. Elétrons localizados na superfície do metal absorvem e irradiam a luz, por isso o metal quando polido, apresenta um brilho característico.

1.3 - Cerâmicos

São combinações entre elementos metálicos e não metálicos. Geralmente óxidos, nitretos e carbetos. A grande variedade de materiais que se classificam nesta parte é composta de materiais argilosos, cimentos e vidros, geralmente duros e frágeis. Os cerâmicos são duros, porém muito quebradiços.

Os materiais cerâmicos são isolantes elétricos, embora possam existir materiais cerâmicos semicondutores, condutores e até mesmo supercondutores.

1.4 - Polímeros

São materiais comuns de plásticos e borracha, compostos orgânicos baseados no carbono, hidrogênio e outra não metálica estrutura molecular muito grande, baixa densidade e extremamente flexíveis.

Uma das principais e mais importantes características dos polímeros são mecânicas, o material é dúctil, possui baixa resistência mecânica, flexibilidade e baixa estabilidade térmica.

1.5 - Compósitos

Materiais compósitos são feitos de mais de um tipo de material insolúveis. Os compósitos são demonstrados mais claramente para visualizar a combinação das melhores características de cada material constituinte.

Muitos dos trabalhos recentes em materiais envolvem materiais compósitos. Um exemplo é o compósito de matriz polimérica com fibra de vidro. O material compósito apresenta a resistência da fibra de vidro associado à flexibilidade do polímero.

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

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

Cúbica Simples 1 átomo por célula unitária 2R 0,52 Não há exemplos de metais puros, fator de empacotamento muito baixo.

Cúbica de Corpo Centrado 2 átomos por célula unitária 4R/(3)1/2 0,68 Fe (até 912º C), Li, Na, Cr, Mo, W, V, Ta, Nb etc...

Cúbica de Face Centrada 4 átomos por célula unitária 4R/(2)1/2 0,74 Fe (acima de 912º C) Al,Cu,Pb,Ni, Ag,Au,Pd,Pt,etc...

Tabela 1 - Características das estruturas cristalinas de sistema cúbico

Passo 2

2.1 - O Alumínio como material de estudo.

2.1.1 - Características do Alumínio

• Algumas características do Alumínio:

• O alumínio é um metal leve, macio e resistente

• O alumínio não é tóxico como metal

• Não magnético

• Não cria faíscas quando exposto a atrito

• Tem uma excelente resistência à corrosão e durabilidade

• Um bom condutor de calor

• Sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre

• Apto para a mecanização e fundição

2.2 - Algumas propriedades mecânicas do Alumínio

- Limite de escoamento: Consiste na tensão em que o material começa a deformar-se plasticamente e que para o alumínio é de 0,2% do comprimento original medido em um corpo-de-prova normal.

- Limite de Resistência á Tração (Tensão de ruptura): É a máxima tensão que o material resiste antes de haver sua ruptura.

- Alongamento (Deformação): O alongamento é expresso em porcentagem relativamente ao comprimento original medido em um corpo-de-prova normal.

- Módulo de elasticidade: O módulo de elasticidade do alumínio do alumínio é de 7030 kg/mm2.

2.3 - Justificativa sobre a escolha do Alumínio.

As ligas de alumínio são utilizadas para a fabricação de latas e muito utilizadas em panela devido a ser um bom condutor de calor.

Por suas propriedades físico-químicas, o alumínio cumpre a função de barrar fatores externos que causam deterioração, como o oxigênio, a umidade, a luz e micro-organismos. Além disso, esse material é inodoro e não deixa que cheiros internos saiam e os externos ingressem. Ademais, permite fechamento hermético; é atóxico, não absorvente e anticorrosivo.

A desvantagem é o maior tempo para se decompor e custo elevado na produção.

Passo 3

Figura 1 - Aplicações da ciência dos materiais na indústria automobilística, mostrando as conexõesentre a microestrutura (microstructure); composição (composition), síntese e processamento(synthesis and processing) e desempenho e custo (performance, cost).

Fonte: ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeep P. The science and engineering of materials.4. ed. California:Brooks/Cole-Thomson Learning, 2003.

3.1 – Detalhes de cada item do tetraedro

Para podermos entender as relações precisamos nos questionar sobre cada uma delas para que no final possamos entender a sua função, em estrutura como podemos controlar, que aspectos da estrutura a controlar e quais são as propriedades desejadas. Em processamento como produzir a peça ou utiliza-la de forma adequada aos padrões de qualidade