Materiais Cristalinos e Corrosão

1 -O que são materiais?

são substâncias com propriedades que as tornam úteis na construção de  máquinas, estruturas, dispositivos e produtos.

2 -Cite algumas propriedades mecânicas, térmicas e químicas dos materiais?

Mecânicas: Elasticidade, Resistência a flexão ,Elasticidade x Rigidez ,Tensão de escoamento x facilidade de deformação Limite de Resistência – resistência a tração, Ductibilidade, Fragilidade , Tenacidade a fratura – resistência a trincas e fraturas e Densidade;

Termicas - Temperatura máxima de serviço, Coeficiente de expansão térmica , Condutividade térmica, Capacidade térmica, Difusividade térmica;

Química - Compatibilidade química, Corrosividade, Resistência a ambientes hostis

3 -Os materiais são frequentemente classificados em quais grupos principais? Cite suas características;

Materiais metálicos, cerâmicos, polímeros/plásticos, compósitos e semi condutores;

Metálicos: combinações de elementos metálicos. Os elétrons não estão amarrados ao átomo, facilitando a condução de eletricidade e calor. Usado na indústria por ser forte e deformável.

Cerâmicos: compostos entre elementos metálicos e não-metálicos: eles são muito frequentemente óxidos, nitretos e carbetos. Estes materiais são tipicamente isolantes à passagem de eletricidade e de calor, e são mais resistentes a altas temperaturas e ambientes rudes do que metais e polímeros. Com relação ao comportamento mecânico, cerâmicas são duras mas muito frágeis.

Polímeros: materiais familiares plástico e borracha. Muitos deles são compostos

orgânicos que são quimicamente baseados em carbono, hidrogênio, e outros elementos não

metálicos; além disto, eles têm muito grandes estruturas moleculares. Estes materiais têm tipicamente baixas densidades e podem ser extremamente flexíveis.

Compósitos: União de materiais como cerâmica e polímeros, para aproveitar as características de ambos materiais e construir um novo material.

Semicondutores: capacidade elétrica intermediária entre conduzir ou ser isolante. Sensível à aplicação de impurezas.

4 -O que determina a classificação desses grupos? As ligações químicas e a estrutura atômica;

7 -As ligações interatômicas podem ser classificadas de que forma? quanto à suas intensidades  em ligações primárias ou fortes e ligações secundárias ou fracas. As ligações primárias são cerca de dez vezes mais fortes que as ligações secundárias.

8 -Quais os três tipos de ligações primárias e suas definições?

Iônicas – ligação química baseada na atração eletrostática entre dois íons carregados com cargas opostas. Na formação da ligação iônica, um metal tem uma grande tendência a perder elétron(s), formando um íon positivo ou cátion. um ou mais elétrons são transferidos de um átomo eletropositivo para outro mais eletronegativo. [pic 1]

Covalentes - um ou mais elétrons são compartilhados entre dois átomos, gerando uma força de atração entre os átomos que participam da ligação. Este compartilhamento é muito comum na maioria das moléculas orgânicas e geralmente resulta em um determinado ângulo de ligação, como ilustra a formação da molécula de água.

 Metálicas - Os metais têm um, dois ou no máximo três elétrons de valência. Nas ligações metálicas estes elétrons não estão ligados a um único átomo, mas estão mais ou  menos livres para se movimentar por todo o metal. A ligação metálica é não-direcional. Os elétrons livres atuam como “cola”mantendo os átomos da estrutura mais unidos.

9 -Para que é utilizada a ligação de van der Waals?

é utilizada como designação geral para todos os tipos de ligações secundárias (fracas), onde normalmente ocorre a polarização da molécula.

10 -Que é o grafeno? Como é constituído e quais algumas casracterísticas?

Uma das formas cristalinas do CARBONO. Forte, leve e excelente condutor de eletricidade e calor. Constituído por folha plana de átomos de carbono densamente compactado em uma rede de apenas duas dimensões.

11 -O que é um cristal? É um sólido com seus átomos arranjados em um reticulado periódico tridimensional repetidos diversas vezes.

O que é um material cristalino? Um materal cristalino é aquele cujos átomos estão situados dentro de um padrão repetivivo ou periódico sobre longas distâncias atômicas, isto é, existe ordem por um longos comprimentos. Após a solidificação os átomos se posicionam num padrão repetitivo tridimensional, cujo cada átomo está ligado ao seu átomo vizinho.

Quais sólidos não são cristalinos? os vidros e as resinas termorígidas são totalmente amorfos (que não têm ordenação espacial a longa distância).

O que  é um reticulado cristalino? Retículo cristalino é a unidade básica que se repete na estrutura de um sólido cristalino. No caso do cloreto de sódio, NaCl, o retículo cristalino é um cubo formado por íons Na+ e Cl-.

Como se classificam os reticulados?

- primitivos (P), apresentam pontos reticulares apenas nos vértices da célula.

- corpo centrado (I) apresentam pontos reticulares no interior da célula.

- faces centradas (F)

- bases centradas (C)

- romboédrico (R).

        [pic 2]

Três estruturas cristalinas relativamente simples são encontradas para muitos dos metais comuns Quais são elas? cúbica de face centrada, cúbica de corpo centrado e hexagonal compacta.

Defina

Qual nome que se dá quando vários elementos apresentam no estado sólido diferentes estruturas cristalinas? E quando o sólido é uma substância composta? Alotropia. Quando é composto, polimorfismo.

De que são compostos os materiais Cerâmicos? Metálicos e não metálicos, com vários íons presentes.

O que é microestrutura de um material? Pode ser conceituada como um agregado tridimensional de fases cristalinas

e não-cristalinos.” O termo tridimensional “  é utilizado para abranger os  aspectos geométricos da microestrutura.

Porque o diamante tem alto ponto de fusão enquanto o ponto de fusão do polietileno é muito mais baixo? ( Os dois materiais apresentam ligações covalentes fortes).

 As cadeias macromoleculares dos termo plásticos ,(como o polietileno) se  encontram ligadas por forças de Van der Waals ou por pontes de hidrogênio que se quebram por ação do calor, fundindo-se o material. Já os diamantes possuem ligações covalentes muito estavéis, dificeis de serem quebradas.