Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos

Universidade Anhanguera de São Paulo - Unibero Pirituba

Engenharia Mecânica - Materiais de Construção Mecânica

ATPS Etapa 1 e 2

Caio César Carvalho

RA: 1299487534

Professor João Gama

São Paulo, 8 de Abril de 2013

ETAPA 1

Aula-tema: Estruturas Cristalinas. Imperfeições em Sólidos.

Passo 1

Relatório 1: Estrutura do Vasilhame

1 - Materiais

Define-se material como sendo aquilo que empregamos na confecção de bens materiais tais

como: habitações, veículos, máquinas e equipamentos, utensílios, etc.

1-1. Classificações

Os materiais são classificados tecnicamente em três classes principais independentes e uma

composta (ver Figura 1-1), denominadas, respectivamente: polímeros, cerâmicas, metais e compósitos.

Os materiais metálicos compõem o tema central da metalurgia.

Figura

Figura 1-1: Classificação técnica dos materiais

Dentro dessa ótica, J.W. Bullard (http://www.mse.uiuc.edu/info/mse182/t41.html), da

Universidade de Illinois, EUA, apresenta as principais subclasses dessa classificação:

Classe Subclasse

A maioria das classificações dos materiais nasceu num tempo em que as propriedades

mecânicas estavam em primeiro plano. Assim, a primeira associação de materiais é feita tendo-se em

vista normalmente uma determinada propriedade mecânica ou estrutural: dureza, resistência,

fragilidade, etc. Outras classificações podem ser feitas como, por exemplo, com base na Química

(Tabela 1-II).

Uma classificação moderna e muito interessante dos materiais é aquela onde eles são

divididos em apenas dois grandes grupos:

-materiais estruturais: que são todos os materiais para os quais as propriedades mecânicas

têm um papel fundamental; e

- materiais funcionais: que servem para cumprir um grupo de funções como, por exemplo,

materiais ‘semicondutores’, materiais magnéticos, materiais condutores de eletricidade,

luz, etc.

Lembre-se, contudo, que a natureza é refratária às classificações e que uma classificação

totalmente isenta de exceções é virtualmente inexistente.

1-2. Propriedades

Os materiais são usados por causa de suas boas propriedades. Usamos vidro nas vidraças

porque é transparente à luz visível, aço nos automóveis por causa da sua boa resistência mecânica,

cobre nos condutores elétricos por causa da sua boa condutividade elétrica.

Naturalmente o valor de uma propriedade varia mesmo entre os materiais de uma mesma

classe, contudo, é possível observar-se certo grau de correlação entre as classes de materiais e as

propriedades. A magnitude de algumas propriedades (mecânicas) interessantes, para as quatro

diferentes classes de materiais, pode ser vista na Tabela 1-III.

Duas propriedades mecânicas citadas acima estão relacionadas com o nível de tensão (que

possui as unidades da pressão): o módulo de Young e a resistência mecânica à tração. Elas

exemplificam a grande relevância que a tensão tem no estudo dos materiais.

1-3. Materiais metálicos: características e aplicações

Bullard (http://www.mse.uiuc.edu/info/mse182/t41.html) sintetizou as principais características,

aplicações e exemplos dos materiais da classe dos metais (adaptado):

Características básicas:

-átomos organizados numa estrutura repetitiva regular (cristal);

- relativamente resistente (propriedade mecânica);

-denso;

- maleável ou dúctil: alta plasticidade;

-resistente à fratura: alta tenacidade;

- excelente condutor de eletricidade e calor;

-opaco à luz visível;

- aparência com (o assim chamado) brilho metálico.

Aplicações:

-condução de eletricidade: fiação elétrica;

-estruturas: construção civil, pontes, pavilhões industriais, etc.;

-automóveis: corpo, chassis, molas, bloco do motor, etc.;

-aeroplanos: componentes do motor, fuselagem, conjuntos de trem de pouso, etc.;

-trens: trilhos, componentes do motor, corpo, rodas;

- máquinas e ferramenta: brocas, martelos, chaves-de-fenda, lâminas de serra, etc.;

-materiais com memória de forma: próteses dentárias corretoras de mau posicionamento;

- magnetos;

-