Materiais de Construcao-Analise de Material Metálico Ceramico e Polimérico

Roteiro AP materiais de construção 1 Capa 2 Objetivo do trabalho Você deverá identificar um material metálico um material cerâmico e um material polimérico em um equipamento de uso do seu dia a dia profissional ou em casa Após identificar estes materiais deverá descrever suas estruturas cristalinas suas propriedades mecânicas e comentar com suas próprias palavras uma sugestão de material que possa substituir um dos materiais citados no equipamento citado justificando sua escolha tecnicamente em função das propriedades do material escolhido 3 Observação 1 evite grande volume de cópia de texto pronto e quando fizer indique a origem referência O material do roteiro de aprendizagem pode ser utilizado como referência Observação 2 sempre que utilizar texto de outra autoria citar a referência origem do texto Ex Roteiro de Aprendizagem Uninter Tecnologia dos materiais Aula 2 Tema 2 Observação 3 Trabalhos idênticos não serão considerados Observação 4 procure trabalhar entre 3 e 5 páginas formatação texto justificado Arial 12 espaçamento 15 Atenciosamente Carlos Costa ROTEIRO AP MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO ANO 2022 1 1 INTRODUÇÃO A descoberta de novos materiais é importante para o desenvolvimento e evolução da sociedade humana o que contribui para a obtenção e processamento de recursos mínimos para a sobrevivência da humanidade Os materiais empregados nas Indústrias Comércios e Serviços da Sociedade são classificados e agregados em três principais classes materiais metálicos materiais cerâmicos e materiais poliméricos Esses materiais possuem grande importância tecnológica e contribuição para muitos profissionais relacionados ao campo da tecnologia tais como mecânicos metalúrgicos químicos civis ou elétricos Diante disso os materiais são fatores primordiais para a busca de melhores relação das propriedades e custos desses materiais partindo de novas descobertas e na solução de problemas práticos ou de projetos que envolvam esses materiais 2 2 CLASSIFICAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS 21 MATERIAIS METÁLICOS Segundo Boeira e Beck 2007 os materiais metálicos apresentam como características a forma ordenada como os átomos são arranjados no espaço denominado estrutura cristalina apresentando boa resistência mecânica a ações de forças externas 22 ESTRUTURA CRISTALINA DO METAL E DO ALUMÍNIO A Estrutura Cristalina dos Metais apresenta um grande número de empacotamento atômico em suas estruturas cristalinas as mais comuns em metais são CCC cúbica de corpo centrado CFC cúbica de face centrado e HC hexagonal compacta Quanto mais compacto é o sistema isso significa que os átomos estão mais próximos uns dos outros diminuindo assim a energia necessária para manter as ligações químicas correspondem aos arranjos de mais baixa energia 221 Estrutura cúbica de corpo centrada CCC Na estrutura cúbica de corpo centrada conhecida como estrutura CCC a célula unitária é representada por um cubo imaginário onde se tem um átomo em cada vértice e um átomo no centro do cubo ÁVILLA pg19 2019 Figura 01 Representação esquemática de uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrada a representação de esferas rígidas b posições atômicas c representação de várias células unitário Fonte Ávilla 2019 3 222 Estrutura cúbica de face centrada CFC Na estrutura cúbica de face centrada conhecida como estrutura CFC a célula unitária é representada por um cubo imaginário onde se tem um átomo em cada vértice e um átomo no centro de cada face Na estrutura CFC o átomo de cada um dos vértices do cubo é dividido com oito células unitárias vizinhas e portanto apenas 18 do átomo faz parte de uma célula unitária Já o átomo do centro de cada face pertence a duas células unitárias ÁVILLA pg22 2019 Figura 02 Representação esquemática de uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrada a representação de esferas rígidas b posições atômicas c representação de várias células unitárias Fonte Ávilla 2019 223 Estrutura hexagonal compacta HC Os metais não se cristalizam sob a forma da estrutura hexagonal simples devido ao baixo empacotamento atômico Alguns se cristalizam na estrutura hexagonal compacta conhecida como estrutura HC O fator de empacotamento atômico da estrutura HC é 074 igual ao da estrutura CFC já que as duas são as estruturas mais compactas O número de coordenação dessa estrutura também é igual ao do CFC 12 Isso significa que cada átomo está rodeado de 12 átomos vizinhos ÁVILLA pg24 2019 Figura 03 Representação esquemática da estrutura hexagonal compacta HC Fonte Ávilla 2019 4 23 PROPRIEDADE DO METAL Os materiais metálicos apresentam ligações químicas metálica em grande quantidade de elétrons livres havendo uma combinação de elementos metálicos As propriedades mecânicas do metal são Dureza capacidade de resistir ao ser riscado ou penetrado por outro material Maleabilidade capacidade de ser moldado ou sofrer deformação sem quebrar Ductilidade capacidade de ser moldado em fios sem que haja rompimento Condutividade capacidade de conduzir eletricidade e calor Fusibilidade capacidade de derreter ou fundir mediante a aplicação de calor Resistência ao estresse capacidade de suportar a aplicação de forças abrasivas sem perda de material 3 USO DO MATERIAL METÁLICO NO ALUMÍNIO Equipamentos Hospitalares O alumínio é caracterizado com o símbolo Al na tabela Periódica apresenta resistência quando utilizados em diversos produtos além de ser um metal leve e macio Apresenta como estrutura cristalina cúbica de face centrada característica de todos os elementos metálicos Em sua propriedade quanto metal apresenta densidade de 27 gcm³ cerca de 13 da do aço o que o torna bastante útil na construção de estruturas móveis em conjunto com sua elevada resistência mecânica e resistência à oxidação e altas condutividades térmica e elétrica pela resistência à oxidação e sua combinação com o oxigênio da atmosfera formando uma camada protetora que impede a deterioração do material O alumínio por ser um metal leve e resistente ao ser utilizado em equipamentos médicos como aparelho de Raio X Macas Cadeira de Rodas entre outros apresenta boa durabilidade e resistência sendo versátil e diversificado no mercado O aço apresenta estrutura cristalina cúbica de corpo centrado e um material a ser utilizado para substituição do alumínio em ambientes hospitalares por apresentar maior durabilidade resistência a corrosão e facilidade de higienização além de ser bastante resistente ao fogo e a propagação de vírus e bactérias 5 4 USO DO MATERIAL CERÂMICO Louças Brancas Os materiais cerâmicos são formados por ligações iônicocovalentes entre metais e os elementos carbono nitrogênio oxigênio fósforo e enxofre ÁVILLA pg 09 2019 Possuem propriedades como alto ponto de fusão e estabilidade térmica que é uma propriedade dos sistemas em resistir a variações de temperatura sem mudanças da sua estrutura são isolantes térmicos e por isso são utilizados como refratários Por exemplo os fornos são revestidos internamente com material refratário para manter a temperatura interna e evitar que o calor seja transferido para o meio externo são isolantes elétricos são frágeis pois rompem sem deformar e podem ser transparentes As estruturas cristalinas cerâmicas são compostas por ânions compactados a planos de íons onde esses planos são empilhados sítios intersticiais são formados entre eles onde os cátions podem se alojar A louça branca de cerâmica possui maior resistência a choques térmicos comuns no preparo das refeições e montagens porosidade e praticidade e limpeza pelo fato que em seu material os resíduos de alimentos não grudam com facilidade além de ser um material resistente aos pontos de fusão e estabilidade térmica podendo ir a microondas por exemplo A cerâmica pode ser substituída pelo porcelanato por apresentar facilidade na limpeza O material não permite que os resíduos de alimentos grudem com facilidade são resistentes a choques térmicos no preparo e montagem das refeições e possui alta resistência mecânica evitando quebras em suas lavagens 5 USO DO MATERIAL POLIMÉRICO Embalagens 6 O Polímeros é a formação de macromoléculas combinadas de monômeros Essa combinação de monômeros envolve o rompimento e formação de ligações que pode ou não liberar pequenas moléculas 51 ESTRUTURA DO MATERIAL POLIMÉRICO A estrutura dos Polímeros é de Cadeias Lineares e Ramificadas e Reticulados Quanto mais linear a cadeia carbônica do polímero maior a facilidade de acoplamento delas e consequentemente maior a densidade e temperaturas de fusão e ebulição do polímero Quanto mais ramificado o polímero menor a sua densidade 511 Polímero de Estrutura Cristalina Os polímeros cristalinos são materiais opacos Exemplificando podemos citar os polietilenos PE poliacetais POM poliésteres como o polibutileno tereftalato PBT e as poliamidas 6 e 66 PA nos quais suas moléculas no estado sólido estão organizadas e arranjadas espacialmente na forma de cristais por isso o nome cristalino impedindo a passagem da luz e dandonos a impressão de serem resinas brancas e opacas 52 PROPRIEDADE MECÂNICA DOS POLIMÉRICO Plástico São compacto e sua classificação podem ser em viscosos sólidos parcialmente cristalinos ou sólido amorfo vítreo Elastômero são polímeros que apresentam alta elasticidade e denominados de borrachas por serem reticulados e termofixos As borrachas podem ser naturais ou sintéticas Fibra Materiais finos e alongados As fibras são utilizadas com a finalidade de suportarem tensões por exemplo teia de aranha nylon fibra de vidro e fibra de carbono O uso das embalagens Plásticas apresentam como característica a comodidade e praticidade pela facilidade que os consumidores apresentam em de 7 abrir as embalagens de produtos de plásticos Pela Higiene e Segurança em apresentar embalagens polietileno PE e derivados PET PEAD e PEBD o polipropileno PP o poliestireno PS e o ácido poliláctico PLA utilizadas para embalar alimentos apresenta um excelente custobenefício ao consumidor O polipropileno PP é um polímero termoplástico linear parcialmente cristalino usado em uma ampla variedade de aplicações no campo da embalagem para alimentos O Vidro é uma das alternativas para o uso de armazenamento de alimentos por ser reutilizável material transparente duro impermeável isolante térmico reciclável e baixo nível de condutividade térmica Em termos de estrutura cristalina não apresenta uma estrutura periodicamente organizada Suas características são sólidas amorfo de composição sílica como essência e possui componente químico tetraedro SiO44 e alta randomicidade atômica típica dos líquidos 8 REFERÊNCIAS BIBLÍOGRAFICAS ÁVILA Nadja Vasconcellos de Ciência dos materiais Volume Rio de Janeiro Fundação Cecierj 2019 ATKINS PW JONES Loretta Princípios de química questionando a vida moderna e o meio ambiente 3ed Porto Alegre Bookman 2006 BROWN Theodore LEMAY H Eugene BURSTEN Bruce E Química a ciência central 9 ed PrenticeHall 2005 COPPER METAL A importância do aço inox para a produção de equipamentos hospitalares 2020 Disponível em httpswwwcoppermetalcombrblogequipamentoshospitalares Acesso em 29 jul 2022 LA VILLE Confira 5 vantagens de louças de porcelana para você 2017 Disponível em httpsbloglavillecasacombrvantagensdeloucasdeporcelana Acesso em 29 jul 2022 HAUS CONCEPT POR QUE A CERÂMICA É A QUERIDINHA DA COZINHA Disponível em httpswwwhausconceptcombrporqueaceramicae aqueridinhadacozinha Acesso em 29 jul 2022 SILVA André Luis Bonfim Bathista e SILVA Emerson Oliveira da CONHECENDO MATERIAIS POLIMÉRICOS Mato Grosso Universidade Federal de Mato Grosso 2003 84 p USBERCO João SALVADOR Edgard Química Geral 12ªed São Paulo Saraiva 2006 VALPRI EMBALAGENS PLÁSTICAS FLEXÍVEIS Vantagens das Embalagens Plásticas para Embalar Alimentos Disponível em httpsvalpricombrblogvantagensdasembalagensplasticasparaembalar 9 alimentostextAs20embalagens20plC3A1sticas20tem20ao 20valor20nutricional20do20alimento Acesso em 29 jul 2022 10