Metriais De Construção Mecânica

Etapa 1 - Aula-tema: Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

Passo 1

1 - Pesquisar em livros da área, revistas e jornais ou sites da internet as principais características dos materiais que apresentam as classificações básicas que são os metais, cerâmicas, polímeros e compósitos.

Metais

Os metais (grupo 1e 2 da Tabela Periódica) podem ser definidos como aglomerados de átomos com caráter metálico em que os elétrons com a camada de valência fluem livremente.

Características:

Maleabilidade: Capacidade que os metais tem de produzir lâminas e chapas muito finas.

Ductibilidade: Se aplicarmos uma pressão adequada em regiões específicas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fios e lâminas.

Condutibilidade: Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor.

Brilhos: Os elétrons livres localizados na superfície dos objetos de metal absorvem e irradiam a luz, por isso os objetos metálicos, quando polidos, apresentam um brilho característico. A maioria dos metais é quimicamente estável, com a exceção notável dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, encontrados nas duas primeiras colunas à esquerda da tabela periódica. Alguns elementos antes classificados como metalóides, hoje são considerados metais, são esses o Germânio, Antimônio e Polônio, o resto são considerados ametais.

Cerâmicas

A cerâmica é a atividade ou a arte de produção de artefatos cerâmicos. Qualquer classe de material sólido inorgânico, não-metálico (não confundir com termo ametal) que seja submetido a altas temperaturas (aproximadamente 540°C) na manufatura. Geralmente uma cerâmica é um óxido metálico, boreto, carbeto, nitreto, ou uma mistura que pode incluir ânions.

As cerâmicas são comumente dividas em dois grandes grupos:

Cerâmica Tradicional - Inclui cerâmica de revestimentos, como ladrilhos, azulejos e também potes, vasos, tijolos e outros objetos que não tem requisitos tão elevados se comparados ao grupo seguinte. Cerâmica "Avançada" criatura, ou de engenharia - Geralmente são materiais com solicitações maiores e obtidos a partir de matéria prima mais pura. São abstratos motivo, ferramentas de corte para usinagem, tijolos refratários para fornos.

Classificação: Os materiais cerâmicos podem ser classificados de diversas formas, o mais usual é classificação por aplicação. Outras formas de classificação mais aprimoradas são: Composição química: Óxidos, Carbetos, Nitretos e Oxinitretos. Origem Mineralógica: Quartzo, bauxita, mulita, apatita, zircônia, entre outros. Método de moldagem: Compressão isostática, colagem por barbotina (slip casting), extrusão e moldagem por injeção, calandragem entre outros.

Polímeros

Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular relativa, resultantes de reações químicas de polimerização. Estes contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas, mas em maior quantidade absoluta. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monômeros). O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monômeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reação em cadeia ou por meio de reações de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).

Características:

As principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos (termofixos) e elastômeros (borrachas).

Termoplásticos: é um dos tipos de plásticos mais encontrados no mercado. Podem ser fundidos diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente.

Termorrígidos (Termofixos): São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada. Elastômeros (Borrachas): Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão.

Compósitos

Compósitos são materiais de moldagem estrutural, formados por uma fase contínua polimérica (matriz) e reforçada por uma fase descontínua (fibras) que se agregam físico-quimicamente após um processo de crosslinking polimérico (cura). Normalmente a fase descontínua é formada por fibra de vidro, aramida ou de carbono dependendo da aplicação final.

A fase polimérica é geralmente composta por uma resina termofixa do tipo poliéster insaturada (ortoftálica, tereftálica, isoftálica ou bisfenólica), dissolvida em solvente reativo como estireno ou ainda uma resina éster vinílica ou epóxi. Resinas especiais como as fenólicas, de poliuretano e de silicone são utilizadas em aplicações especiais.

Na moldagem destas duas fases ocorre um crosslinking polimérico através de um processo de cura, que acopla as duas fases proporcionando aos materiais finais propriedades especiais que definem sua moderna e ampla aplicabilidade. Leveza, flexibilidade, durabilidade, resistência, adaptabilidade são algumas das propriedades que garantem aos compósitos o título de produto do futuro. Engenheiros, técnicos, procuram cada vez mais os compósitos como solução para seus projetos de engenharia.

Leveza e facilidade de transporte

Devido ao peso específico das resinas e das fibras de reforço, os produtos fabricados a partir dos compósitos apresentam um baixo peso específico. Devido a esta e a outras propriedades características dos materiais compósitos é que eles são