APLICAÇÕES DE MATERIAIS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES
Por: Ana Laura • 15/4/2015 • Trabalho acadêmico • 2.857 Palavras (12 Páginas) • 2.126 Visualizações
UNIMAR UNIVERSIDADE DE MARÍLIA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA
ANA LAURA DO VAL 164901-4 APLICAÇÕES DE MATERIAIS CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES |
MARÍLIA
2015
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 4
1.1 Ciência e Engenharia dos Materiais 4
2 MATERIAIS CONDUTORES 5
2.1 Metais 5
2.2.1 Cobre
2.2.2 Alumínio
2.2.3 Prata
2.2.4 Ouro
2.2.5 Platina 6
2.2.6 Níquel 6
2.2.7 Tungstênio 6
2.2.8 Ferro 6
3 MATERIAIS ISOLANTES 7
3.1 Cerâmicas 7
3.2 Vidros 7
3.3 Argila 8
3.4 Abrasivos 9
3.5 Cimentos 9
3.6 Cerâmicas Avançadas 9
4 MATERIAIS SEMICONDUTORES 10
4.1 Vantagens de dispositivos semicondutores 10
4.2 A Junção Retificadora p-n 10
4.3 Transistores 10
4.4 Silício 10
4.5 Germânio 11
5 CONCLUSÃO 12
REFERÊNCIAS 13
1 INTRODUÇÃO
- ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS
A ciência dos materiais é uma correlação entre as ciências básicas e a engenharia dos materiais, tratando do levantamento das propriedades macroscópicas e das aplicações objetivas dos materiais.
Materiais sólidos têm três classificações básicas: Metais, Cerâmicas e Polímeros.
A separação entre os materiais é baseada principalmente na constituição química e estrutura atômica, pois, muitos materiais têm um distinto agrupamento, embora existam alguns intermediários.
Existem outros dois grupos de materiais importantes de engenharia: Compósitos e Semicondutores.
Compósitos consistem nas combinações de dois ou mais diferentes materiais, enquanto que os materiais semicondutores são utilizados devido as suas demais características elétricas.
Deve-se a Morris Cohen, conceituado cientista de materiais do MIT, a seguinte definição:
Ciência e Engenharia de Materiais (CEM) é a área da atividade humana associada com a geração e com a aplicação de conhecimentos que relacionem composição, estrutura e processamento às suas propriedades e usos.
2 MATERIAIS CONDUTORES
Materiais Condutores são substâncias onde a camada mais baixa de energia está parcialmente preenchida pelos elétrons de valência, facilitando assim seu deslocamento.
Os principais materiais de elevada condutividade são os metais nobres e suas ligas. Estes materiais não podem ser escolhidos apenas para fins elétricos, pois cada um deles sofre uma série de outros efeitos, tais como mecânicos, térmicos, luminosos e magnéticos. Portanto, para uma escolha adequada de um material condutor deve-se observar que apesar de uma eletricidade menos vantajosa, o material pode satisfazer as demais condições de utilização.
2.2 Metais
São materiais de elevada condutividade. As maiorias dos metais são fortes, dúcteis, maleáveis e de alta densidade. São elementos químicos que formam sólidos opacos, lustrosos e bons refletores de luz quando polidos.
2.2.1 Cobre (Cu)
Apresenta pequena resistividade, características mecânicas favoráveis, baixa oxidação para a maioria das aplicações e fácil deformação a frio e a quente. A condutividade elétrica do cobre é muito influenciada na presença de impurezas, mesmo em pequenas quantidades. Aplicações: fios telefônicos, peças de contato, anéis, cabos isolados.
2.2.2 Alumínio (Al)
O alumínio é o segundo metal mais usado na eletricidade por motivos econômicos tendo como maior problema sua fragilidade mecânica e rápida oxidação. Aplicações: instalações elétricas em aviões, equipamentos portáteis, em estruturas de suporte de materiais elétricos (cabos) e em locais de elevada corrosão.
2.2.3 Prata (Ag)
É o metal nobre de maior uso industrial, notadamente nas peças de contato. Aplicações: a prata é usada em forma pura ou de liga, cada vez mais onde uma oxidação criaria problemas sérios, e é também usada para proteger peças de metais mais corrosíveis.
2.2.4 Ouro (Au)
Apresenta boa condutividade elétrica, resistência a oxidação, características mecânicas adequadas para uma série de aplicações elétricas, havendo, porém, limitação devido ao seu preço. O ouro é encontrado eletricamente em peças de contato em correntes muito baixas.
2.2.5 Platina (Pt)
Possui uma deformação mecânica fácil. Devido às suas propriedades antioxidantes o seu uso elétrico é encontrado em peças de contato, anodos, fios de aquecimento. É o metal mais adequado para a fabricação de termo elementos e termômetros resistivos até 1000ºC.
2.2.6 Níquel (Ni)
Apresenta propriedades ferromagnéticas. É usado em forma gasosa em tubos e para revestimentos de metais de fácil oxidação. Seu uso está na indústria química, particularmente em aplicações sobre o ferro, pois ambos têm o mesmo coeficiente de dilatação e temperatura de fusão. Seu uso resulta assim para fios de eletrodos, anodos, grades, parafusos, etc. Outro setor onde o níquel é usado é o termo elementos, em substituição ao par platina, para temperaturas até 1200ºC.
2.2.7 Tungstênio (W)
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