Cronograma Acadêmico - Materiais e Suas Propriedades - 2Q23

NAESTO00617SB 2Q23 MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES Turmas noturno NA1 e NA2 terças 1900 2100h bloco Alfa 2S308 quintas 21002300h bloco Alfa 2 A2S307 Lab bloco zeta L306 Profa Dra Christiane Ribeiro Centro de Engenharia Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas Calendário acadêmico 2Q23 Se necessário reposição do feriado de 0806 em 2108 conforme calendário de reposição Ato Decisório ConsEPE nº 23422 Cronograma previsto 2Q23 Data da Aula Aulaterça Aulaquinta 3005 e 0106 Apresentação da disciplinaIntrodução Estrutura atômicaLig Quím 0606 e 0806 Estrutura cristalina Metais parte 1 feriado 1306 e 1506 Estrutura cristalina Metais parte 2 Análise de DRX 2006 e 2206 Defeitos cristalinos Estruturas Cerâmicas 2706 e 2906 Estruturas de Polímeros Lab Análise microestrutural turma 1 0407 e 0607 Avaliação P1 Lab Análise microestrutural turma 2 1107 e 1307 Propriedades Mecânicas parte 1 Propriedades Mecânicas parte 2 1807 e 2007 Resolução de exercícios sobre PM Lab Ensaios mecânicos turma 2 2507 e 2707 Lab Ensaios mecânicos turma 1 Propriedades elétricas 0108 e 0308 Propriedades Térmicas e Ópticas Propriedades Magnéticas 0808 e 1008 Avaliação P2 vista de provarelatórios 1508 e 1708 Prova substitutiva Exame Este cronograma poderá ser alterado Avaliação de desempenho e critério de aprovação Será aplicado um Exame no final do curso apenas aos alunos que não alcançarem conceito final C Em caso de exame Conceito Final MF Exame 2 Critério de conversão para conceitos A 85 MF 10 B 70 MF 85 C 60 MF 70 D 50 MF 60 F MF 50 Média Final MP1P207 M3Rels03 Relatório Deverá conter os seguintes itens guiatesespdf Título e identificação capa Introdução 20 Objetivos 05 Parte experimental 15 Resultados e discussão 30 Conclusões 20 Bibliografia 05 Autoavaliação de seus pares 05 Total 100 O relatório será em grupo segundo orientação do professor Por que a disciplina de Materiais e suas Propriedades é do BCT Abrange áreas diversas Aeronáutica Automobilística Energia Medicina Engenharia Ambiental Hardware p Informação Esportes Comunicações Outras Apresentardiscutir a classificação dos diferentes tipos de materiais Apresentardiscutir a relação entre composição estrutura processamento e propriedadesdesempenho de um material OBJETIVOS Competências Identificar os principais tipos de materiais conhecer os principais tipos de estruturas cristalinas e seus possíveis defeitos conhecer os tipos de propriedades mecânicas elétricas magnéticas térmicas e ópticas dos materiais e conseguir explicálas em função da microestrutura dos materiais Por que estudar Materiais e suas Propriedades Desenvolvimento de materiais já conhecidos visando novas aplicações ou melhorias no desempenho Desenvolvimento de novos materiais para aplicações conhecidas Desenvolvimento de novos materiais para novas aplicações Século 21 descobertas revolucionárias na área de materiais forte impacto na sociedade World share of papers articles and reviews indexed in Web of Science for materials science compared with chemistry engineering and physics since 1981 fonte Thomson Reuters Web of KnowledgeSM Ciência dos materiais 60000 artigosano Técnicas de obtençãoprocessamento Produtos de inovação Temas em destaque grafenos MOFs scaffolds nanofibrosos para eng tecidual Top 20 research fronts in materials science 20062010 ranked by total citations from Essential Science Indicators database 2006 2010 Até mesmo nossa história tem sido definida por meio dos materiais que usamos Idade da Pedra 300000 AC Armas e ferramentas de pedra Idade do Cobre 4000 AC Idade do Bronze 3000 AC Idade do Ferro 1500 AC Evolução Humana Evolução dos Materiais Polímeros naturais colágeno tendões madeira fibras Cerâmicas vasos e urnas de argila pontas de flechas de sílex Pedra lascada ou paleolítico e pedra polida ou neolítico 6000 AC 2500 AC pisos e azulejos Metais lâminas equipamentos bélicos Idade do bronze Idade do Ferro Polímeros sintéticos borracha vulcanizada 1870 baquelite 1895 poliamida 1930 polipropileno 1954 Nanotecnologia nanotubos de carbono 1990 nanocompóstos argilapolipropileno 1994 materiais inteligentes etiqueta de radiofrequência silício The principles of physics as far as I can see do not speak against the possibility of maneuvering atom by atom It is not an attempt to violate any laws it is something in principle that can be done but in practice it has not been done because we are too big Os princípios da física pelo que eu posso perceber não falam contra a possibilidade de manipulação átomo a átomo Não seria uma violação da lei é algo que teoricamente pode ser feito mas que na prática nunca foi levado a cabo porque somos grandes demais Richard Feynman 1959 Theres plenty of room at the bottom Dimensão X Propriedades 1 metro 10 centímetros 1 centímetro 100 micrometros 10 micrometros 1 micrometros 100 nanometros 1 nanometro Nanotecnologia Da Ficção à Realidade os superheróis Da Ficção a Realidade os superheróis Vibranium alta leveza flexibilidade e elevada dureza Nature Nanotechnology 2017 Diameno 2 camadas de grafeno com espessura de 2 átomos sinergismo entre flexibilidade e alta dureza ao receber um impacto coletes a prova de balas Grafeno 200x mais resistente que o aço pode ter espessura de 1 átomo Propriedades dos Materiais PROPRIEDADE Tipo e intensidade da resposta a um estímulo que é imposto ao material As principais propriedades dos materiais podem ser agrupadas em Mecânicas Elétricas Térmicas Magnéticas Ópticas Químicas Classificação dos Materiais Metais Cerâmicas Polímeros Compósitos Metais Combinações de elementos metálicos tais como ferro alumínio cobre titânio ouro e níquel Propriedades Bons condutores de eletricidade e de calor opacos e quando têm suas superfícies polidas possuem aparência brilhosa Cerâmicas Compostos formados por elementos metálicos e nãometálicos na maioria das vezes consistem em óxidos nitretos e carbetos Propriedades Frágeis isolantes térmicos e elétricos resistentes a elevadas temperaturas e a ambientes severos Polímeros Plásticos e borrachas São compostos orgânicos que possuem estruturas moleculares muito grandes Alguns polímeros comuns são o PE nylon PVC PCL borracha de silicone Propriedades Possuem baixas densidades são dúcteis e flexíveis possuem baixa condutividade elétrica Compósitos Formados por dois ou mais materiais individuais os quais se enquadram nas categorias descritas Exs fibra de vidro PRFV uma combinação de polímero poliéster e vidro coletes balísticos KevlarProtera resistência 5x aço ou UHMPE 2x aço leve 2003 BrooksCole Publishing Thomson Learning Classificação funcional dos Materiais Materiais Aeroespaciais Compósitos CC SiO2 silício amorfo ligas de alumínio superligas Biomateriais Hidroxiapatita ligas de titânio aços inoxidáveis ligas com memória de forma plásticos Materiais Eletrônicos Si GaAs Ge BaTiO3 YBa2Cu3O7x Al Cu W polímeros condutores Tecnologia de Energia e Ambiental UO2 NiCd ZrO2 LiCoO2 Materiais Magnéticos Fe FeSi NiZn CoPtTaCr Materiais Ópticos SiO2 GaAs vidros Al2O3 Materiais Inteligentes Ligas com memória de forma NiTi géis poliméricos Materiais Estruturais Aços ligas de alumínio concreto fibra de vidro madeira Classificação Funcional dos Materiais Placas ósseas para substituição de ossos fraturados As placas de Nitinol são resfriadas e colocadas na zona afetada A temperatura do corpo aquece as placas exercendo pressão controlada Forma a ser memorizada aquecimento Deformado plasticamente Forma recuperada com aquecimento Exemplo A funcionalidade do ferro através dos anos não se deve apenas a sua resistência O ferro é importante porque nós podemos modificar suas propriedades por meio de seu resfriamento e aquecimento RELAÇÃO ENTRE MICROESTRUTURA PROCESSAMENTO PROPRIEDADES E DESEMPENHO B Microestrutura 2003 BrooksCole Publishing Thomson Learning Desempenho custo A Propriedades C Síntese e Processamento Relação entre microestrutura processamento propriedades e desempenho TETRAEDRO DAS INTERRELAÇÕES 2003 BrooksCole Publishing Thomson Learning Desempenho custo Qual é o custo de fabricação Qual a carga mecânica que deve suportar A Propriedades Baixo coeficiente de atrito Alta tenacidade à fratura Estabilidade química e dimensional C Síntese e processamento Como podemos fabricar pós finos homogêneos e de alta pureza Como podemos fabricar cabeças femurais com baixo rugosidade B Microestrutura Como as características microestruturais limitam a carga aplicada Qual deve ser o tamanho médio de grão para que o material apresente alta tenacidade à fratura Aplicação do tetraedro da ciência e engenharia dos materiais para cabeças femorais de cerâmica Mais de 50 de todos os materiais utilizados hoje em dia tem menos de 30 anos de existência antes hoje Tendências atuais Nanotecnologia Área resultante das técnicas usadas para fabricação de semicondutores Máquinas podem ser produzidas a nível microscópico Robôs em miniaturas usados para fazer cirurgias dentro do corpo Materiais de interesse ambiental Células a combustível Células solares Materiais ecológicos CIGS ou CZTS Materiais biologicamente inspirados adesivo sem cola inspirado nos insetos Chrysomelidae estrutura óssea compósito HApcolágeno Fibra dragline 6 x mais forte que o nylon ou aço na mesma espessura processo automontagem Bibliografia básica CALLISTER Jr WD Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução Rio de Janeiro LTC 2008 ASKELAND DR PHULÉ PP The Science and Engineering of Materials Austrália Thomson 2003 disponível periódicos Capes SHAKELFORD JF Ciência dos Materiais São Paulo Pearson Education 2008 VAN VLACK LH Princípios de Ciência dos Materiais São Paulo Blücher 1970 PADILHA AF Materiais de engenharia São Paulo Hemus 1997