Resmat 1

1 - Questão 1 (NIVEL 1 - 1,5 pontos) A ciência dos materiais e a área da atividade humana associada com a geracão e com a aplicação de conhecimentos que relacionem composição, estrutura e processamento dos materiais às suas propriedades e aplicações. Ciência dos Materiais - e CEM, em conjunto, formam uma ponte de conhecimentos sobre materiais, que liga as ciências básicas as diversas especialidades de engenharia visa essencialmente a descoberta de conhecimentos fundamentais sobre os materiais. Responda as seguintes questôes abaixo: a) Defina a Estrutura Cristalina e a celula unitaria. b) Esclareqa a diferenqa entre CS, CFC, CCC? c) Quantos átomos existem nas estruturas CS, CFC, CCC? 2 - Questão 2 (NIVEL II - 2,0 points) A densidade é uma propriedade especifica de cada material que serve para identificar uma substância. Calcule a densidade, em g/cm 3, dos metais especificados abaixo. (a) Fe (a) - estrutura cristalina CCC (b) Al - estrutura cristalina CFC Dados: raio atómico do Fe (a) = 0,1241 um e massa molar = 55,85 g/mol raio atómico do Al = 0,143 nm e massa molar = 26,98 g/mol número de Avogadro = 6,022x1023 mol-1 3 - QUESTÃO 4 (NIVEL II - 2,0 pontos) No campo da ciência de materiais, defeito ou imperfeição estrutural indica a ocorrência de interrupção, irregularidade ou desordem na estrutura do material. A introdução de tais imperfeições não impede necessariamente um efeito negativo sobre as suas propriedades. Pelo contrário, defeitos ou imperfeições podem até mesmo providenciar alguma propriedade desejável, como o aumento da resistência de materiais. A - Lacunas são imperfeições no arranjo atômico, geralmente presentes em materiais metálicos e cerâmicos, que possibilitam a ocorrência do mecanismo de difusão atômica, necessária para a maioria dos processos de transformação de fase. B- O contorno de grão — imperfeição estrutural tipicamente presente em materiais monocristalinos — permite o controle de propriedades mecânicas. Reduzindo o tamanho de grão, é possível diminuir o limite de resistência de materiais. C - A deformacão plástica de metais, por meio da qual realizam se diversos processos de conformação mecânica, como a laminação, por exemplo, ocorre por meio do movimento de discordâncias ou deslocações. 1. a) Estruturas cristalinas têm grande número de vizinhos e alto empacotamento atômico. Podem ser de corpo centrado, cubica de face centrada e hexagonal compacta. Celulas unitárias são grupos de átomos que formam um módulo repetitivo Tipo uma colmeia. b) CS -> celula unitaria que contém apenas um átomo. CFC -> celula unitaria que contêm quatro átomos CCC -> celula unitaria que contem dois átomos. c) No CS apenas 1/8 de cada átomo cai dentro de célula, e por isso os metais não cristalizam. Os átomos se tocam na face. No CCC os átomos se tocam na diagonal do cubo e cada átomo é cercado por 8 átomos. No CFC cada átomo dos vértices é dividido com 8 células e os átomos das faces pertencer a duas células. V (CFC) Fe a o 8 0,1233 P = 2 55 85 10 gord scs3 2,83 1023 6,022x1023 P = 1,19 10 /034 \ P2 = P = 2,74 a0por 4,95 / cm³ 30 / at 3 cm³ 7,89 / cm 30 D - A presença de poros pode ser desejável, dependendo da aplicação do material. Poros podem ser introduzidos intencionalmente, por exemplo, para reduzir a condutividade térmica de materiais. E - A adição intencional de impurezas em um material, mesmo em pequenas quantidades, pode afetar significativamente suas propriedades ópticas e elétricas. 4 - Questão 5 (Nivel 1II - 3,0 pontos) As propriedades mecânicas de um material devem ser conhecidas para que os engenheiros possam reclamizar a deformação neste material com a tensão associada a ela. As relacões entre tensões e deformações para um determinado tipo de material são encontradas por meio de ensaios de tração. Nestes ensaios são medidos os alongamentos 6, correspondentes aos acréscimos de carga P, que se aplica em a barra, até o ruptura do corpo-de-prova. a haste de alumínio abaixo, tem secao transversal circular está submetida a uma carga axial de 10kN A tenso em cada segmento de haste de aluminio sera? G AR6 3, = T3,956MRL 5,667 MR 4 5) Questão 5 - Nivel 18 (2,0 pontos) Os materiais foram, São e devem ser fundamentais para o desenvolvimento da nossa civilização. Tanto é assim que vários estágios do progresso humano receberam os nomes de "Idade da Pedra', "Idade do Ferro", etc. A Ciência dos Materiais é de fato essencial ao entendimento de setores industriais como cerâmica, física, metalurgia, química, eletricidade e mecânica. Na verdade, o engenheiro de materiais necessita de conhecimentos básicos em todas essas áreas. O que destingue a Ciência dos Materiais é o fato de que envolve a investigação de todos os parâmetros que determinam as propriedades de um dado material durante sua vida útil, isto é, nas fases de extracao, fabricacao, utilização, e, em muitos casos, reciclacão. Com base no texto, descreva qual a diferenca entre impurezas substitucionais e impurezas intersticiais. Impureza substituiccnal e um átomo straniho que substituir um átono da matriz podem star atamas regiptaves e impurezas intersticials entram nas vacamas dos átomos