Questâo 1. Como se classificam os materiais? Quais suas principais caracteristicas?
Passo 1
O enunciado pede que a gente explique como os materiais de engenharia são agrupados em grandes categorias e descreva as características principais de cada grupo. O conteúdo aqui é Ciência e Engenharia dos Materiais, e vamos precisar entender a natureza dos enlaces químicos, a microestrutura e o comportamento macroscópico (mecânico, térmico e elétrico) de cada classe de material.
Passo 2
Em Engenharia, costuma-se classificar os materiais em quatro grandes grupos, de acordo com a sua composição química e tipo de ligação interna:
- Materiais metálicos
- Materiais cerâmicos
- Materiais poliméricos
- Materiais compósitos
Passo 3
Materiais metálicos
• Ligação metálica (nuvem de elétrons livres) que confere boa condução elétrica e térmica
• Estrutura cristalina compacta (fcc, bcc, hcp)
• Alta ductilidade e tenacidade (sofrimento de deformação plástica antes de fraturar)
• Boa resistência mecânica, que pode ser elevada por tratamento térmico ou ligações (aços, ligas de alumínio, cobre, titânio)
• Geralmente opacos e reflexivos (brilho característico)
• Ligação metálica (nuvem de elétrons livres) que confere boa condução elétrica e térmica
• Estrutura cristalina compacta (fcc, bcc, hcp)
• Alta ductilidade e tenacidade (sofrimento de deformação plástica antes de fraturar)
• Boa resistência mecânica, que pode ser elevada por tratamento térmico ou ligações (aços, ligas de alumínio, cobre, titânio)
• Geralmente opacos e reflexivos (brilho característico)
Passo 4
Materiais cerâmicos
• Ligações iônicas e/ou covalentes fortes, estrutura cristalina ou amorfa (vidros)
• Elevada dureza e rigidez, mas baixa ductilidade (frágeis: tendem a trincar sem grandes deformações)
• Excelente resistência a altas temperaturas e desgaste
• Em geral isolantes elétricos e térmicos
• Exemplos: óxidos (alumina), carbetos (carboneto de silício), nitretos, porcelanas
• Ligações iônicas e/ou covalentes fortes, estrutura cristalina ou amorfa (vidros)
• Elevada dureza e rigidez, mas baixa ductilidade (frágeis: tendem a trincar sem grandes deformações)
• Excelente resistência a altas temperaturas e desgaste
• Em geral isolantes elétricos e térmicos
• Exemplos: óxidos (alumina), carbetos (carboneto de silício), nitretos, porcelanas
Passo 5
Materiais poliméricos
• Longas cadeias macromoleculares ligadas por forças secundárias (van der Waals, hélices de hidrogênio)
• Baixa densidade e módulo de elasticidade relativamente pequeno (mais flexíveis)
• Bom isolamento térmico e elétrico
• Podem ser termoplásticos (fáceis de fundir e remoldar) ou termoestáveis (reticulados, não fundem)
• Sensíveis a solventes, radiação UV e têm limites de temperatura mais baixos
• Longas cadeias macromoleculares ligadas por forças secundárias (van der Waals, hélices de hidrogênio)
• Baixa densidade e módulo de elasticidade relativamente pequeno (mais flexíveis)
• Bom isolamento térmico e elétrico
• Podem ser termoplásticos (fáceis de fundir e remoldar) ou termoestáveis (reticulados, não fundem)
• Sensíveis a solventes, radiação UV e têm limites de temperatura mais baixos
Passo 6
Materiais compósitos
• Associação de duas ou mais classes de materiais (por exemplo, fibras de carbono em matriz polimérica)
• O reforço (fibras, partículas) confere alta resistência e rigidez
• A matriz (polímero, metal ou cerâmica) garante união, distribuição de carga e resistência ao impacto
• Permitem otimizar propriedades (relação resistência/peso, controle de anisotropia)
• Usados em estruturas aeronáuticas, automotivas, esportivas
• Associação de duas ou mais classes de materiais (por exemplo, fibras de carbono em matriz polimérica)
• O reforço (fibras, partículas) confere alta resistência e rigidez
• A matriz (polímero, metal ou cerâmica) garante união, distribuição de carga e resistência ao impacto
• Permitem otimizar propriedades (relação resistência/peso, controle de anisotropia)
• Usados em estruturas aeronáuticas, automotivas, esportivas
Resposta
Classificação e características principais:
Metálicos – boa condução elétrica/ térmica, ductilidade, estrutura cristalina compacta.
Cerâmicos – alta dureza/rigidez, frágeis, isolantes térmicos/ elétricos.
Poliméricos – cadeias macromoleculares, baixo módulo, isolantes, termoplásticos ou termoestáveis.
Compósitos – combinação de reforço e matriz, alta relação resistência/peso e propriedades tailor-made.
Metálicos – boa condução elétrica/ térmica, ductilidade, estrutura cristalina compacta.
Cerâmicos – alta dureza/rigidez, frágeis, isolantes térmicos/ elétricos.
Poliméricos – cadeias macromoleculares, baixo módulo, isolantes, termoplásticos ou termoestáveis.
Compósitos – combinação de reforço e matriz, alta relação resistência/peso e propriedades tailor-made.