Atps Materias Contrução Mecanica 1

Etapa 1

Passo 1:

Tabela 1- Características das estruturas cristalinas de sistema cúbico

Estrutura

Cristalina Átomo por célula

Unitária Parâmetro por

Rede Fator de

empacotamento Exemplo de metais

Cúbica Simples 1

a = 2R 0,52 Manganês

Cúbica de corpo

Centrado 2 4R/(3)1/2 0,68 Fe, Cr

Cúbica de Face

Centrada 4 2R.(2)1/2 0,74 Al, Cu ,Pb

Classificação dos Materiais

A História é medida pelas inovações nos materiais. O desenvolvimento de metais como o aço e o bronze trouxeram avanço na civilização milhares de anos atrás, numa sinergia que continua até os dias atuais nas fibras ópticas que revolucionaram as comunicações e criaram a infraestrutura da internet e no desenvolvimento dos biomateriais que reproduzem o comportamento de tecidos biológicos.

Metais

Metais são materiais formados pela combinação de elementos químicos que ocupam a posição central na Tabela Periódica. Esses elementos possuem como principal característica a sua dutilidade, altas condutividades térmica e elétrica. Eles também são mecanicamente resistentes, porém podem ser deformados e, em geral, possuem um aspecto brilhante e lustroso quando polidos.

Cerâmicas

Cerâmicas são compostos com características entre os metais e os elementos não-metálicos e incluem compostos químicos, tais como: óxidos, nitretos e carbonetos. Eles são tipicamente isolantes elétricos e térmicos e resistentes a altas temperaturas e ambientes quimicamente agressivos.

Polímeros

Os polímeros vulgarmente conhecidos como plásticos, geralmente são compostos orgânicos baseados principalmente em átomos de carbono e hidrogênio. Eles possuem elevada massa molecular e usualmente possuem baixa densidade e apresentam baixa estabilidade química e estrutural em altas temperaturas.

Por causa dessas características, suas principais aplicações são na fabricação de produtos com baixo ciclo de vida (geralmente descartáveis).

Eletrônicos

Os materiais semicondutores tem propriedades elétricas intermediárias entre os metais (condutores) e as cerâmicas (isolantes). As propriedades elétricas são fortemente dependentes de pequenas adições de impurezas conhecidas como dopantes.

São usados na fabricação de componentes e circuitos eletrônicos.

Compósitos

Os compósitos consistem de dois ou mais tipos de materiais com diferentes estruturas e propriedades. A "fibra de vidro" é uma combinação de vidro e polímero. O concreto e a madeira compensada são outros exemplos de materiais compósitos familiares. Diversos compósitos são combinações de fibras cerâmica inseridas em uma matriz metálica ou polimérica.

Processamento

O processamento se refere à forma como que um material é preparado. Avanços tecnológicos tem possibilitado a criação de materiais com camadas atômicas sobre camadas atômicas, na área de Nanotecnologia. Existem quatro categorias de processamento, a saber: solidificação, metalurgia do pó, processo de deposição e conformação mecânica.

• Solidificação

A maioria dos metais é produzida através da fusão de uma liga, quando é mais fácil misturar os componentes. Este processo também é utilizado na produção de vidro. Uma vez atingida a temperatura e composição desejada, o material fundido é solidificado.

• Metalurgia do Pó

A metalurgia do pó envolve a consolidação de material particulado para formar um "corpo verde". A densificação é feita por sinterização. Cerâmicas são processadas na forma de pó pois o seu ponto de fusão é relativamente elevado e devido a baixa formabilidade impedem que outros tipos de processamento sejam usados. Metais e polímeros também podem ser processados a partir dos pós.

• Processo de Deposição

O processo de deposição modifica uma superfície quimicamente, usualmente por deposição de reagentes vaporizados ou por ions numa superfície. É usado na fabricação de microcircuitos eletrônicos ou de deposição de filmes com finalidades decorativa ou de proteção.

• Conformação Mecânica

Um dos processos mais comuns é a deformação de um sólido para criar uma forma desejada. Uma força é aplicada para gerar a deformação e em muitos casos o material a ser deformado é previamente aquecido para reduzir a força requerida para deformar o material. Às vezes um molde é usado para definir a forma. Entre os principais tipos de conformação mecânica podemos citar o forjamento, a trefilação para fabricação de fios e a laminação para fabricação de chapas metálicas e de vidro.

Segundo Callister (2007), pode-se classificar os materiais sólidos convenientemente em três

classes: metais, cerâmicas e polímeros. Esta classificação é baseada na sua estrutura atômica e na estrutura química. Porém, existem também os materiais compostos que são combinações de duas ou mais classes acima. Neste curso, estes materiais serão representados por algumas de suas características. Alguns pesquisadores usam outra classificação em função de sua aplicação tecnológica: semicondutores, biomateriais e materiais usados em nanoengenharia.

Metais

São materiais compostos de um ou mais elementos metálicos tais como ferro, alumínio,

cobre, titânio, ouro e níquel) em adição com outros elementos não metálicos (carbono, nitrogênio e oxigênio) em pequenas quantidades.

A estrutura de um metal pode ser considerada como um pacote de esferas que eficientemente preenchem o espaço. Três estruturas básicas são consideradas: cúbico de face centrada - FCC, hexagonal e cúbico de corpo