PEM5103 - Ciência dos Materiais
Docente Responsável
Prof. Dr. Hugo Ricardo Zschommler Sandim,
Profa. Dra. Maria José Ramos Sandim,
Prof. Dr. Carlos Angelo Nunes
Carga Horária
| Teórica |
Prática |
Estudos |
Duração |
Total |
Créditos |
| 4 h/sem |
0 h/sem |
8 h/sem |
15 semanas |
180 horas |
12 |
Ver no Janus
Área de concentração
97134 - Materiais Convencionais e Avançados
Objetivos
A disciplina Ciência dos Materiais aborda os principais tópicos relativos à Ciência e Engenharia dos Materiais. Aspectos como a estrutura atômica, organização espacial da matéria, defeitos cristalinos, difração de raios X, materiais amorfos (não-cristalinos), difusão no estado sólido e transformações de fases. A relação microestrutura-propriedade e as principais propriedades dos materiais são apresentadas de modo didático ao longo do curso mediante a exposição de casos práticos para fixação dos conceitos. Exercícios e eventuais visitas aos laboratórios complementam as atividades ministradas nesta disciplina.
Justificativa
Esta disciplina tem como finalidade apresentar os principais conceitos sobre Ciência e Engenharia dos Materiais aos alunos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia dos Materiais. Esta disciplina permite ao aluno entender e associar os conceitos ligados ao binômio ESTRUTURA-PROPRIEDADE e como a modificação de microestruturas pode melhorar o desempenho e aperfeiçoar o processamento de materiais.
Conteúdo
- Ligação atômica: Estrutura atômica; ligação iônica; número de coordenação; ligação covalente; ligação metálica; ligação de van der Waals.
- Estrutura cristalina: os sete sistemas e as quatorze redes de Bravais; estruturas de metais, cerâmicas e polímeros; estruturas de semicondutores; direções e planos atômicos; Lei de Bragg e difração de raios X.
- Defeitos em cristais e estruturas não-cristalinas: a solução sólida; defeitos de ponto; defeitos de linha (discordâncias); defeitos planares (interfaces); sólidos não-cristalinos; quasicristais.
- Difusão: processos termicamente ativados; produção térmica de defeitos de ponto; defeitos de ponto e difusão no estado sólido; difusão em estado estacionário; caminhos de difusão alternativos.
- Diagrama de Fases: a Regra das Fases; o digrama de fases: transformações eutética; eutetóide e peritética; a regra da alavanca; desenvolvimento microestrutural durante resfriamento lento.
- Cinética e Tratamentos Térmicos: o diagrama TTT; transformações difusionais; transformações não-difusionais; tratamento térmico de aços; a transformação martensítica; endurecimento por precipitação; recozimento; trabalho a frio; recuperação; recristalização; a cinética de transformação de fases para não metais.
- Relação microestrutura-propriedade: exemplos práticos aplicados às propriedades mecânicas e elétricas.
Forma de Avaliação
A avaliação consiste de duas provas escritas de mesmo peso. A média final da disciplina é calculada a partir da média aritmética destas duas notas (P1 + P2) / 2
Observação
As atividades didáticas são complementadas pela visita aos laboratórios sempre que a fixação dos conceitos possa ser facilitada mediante a realização de pequenos experimentos e/ou a observação de microestruturas.
Referências bibliográficas
- Callister Junior, W.D. Ciência e Engenharia dos Materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2002. 589 p. ISBN 85 - 216 - 1288-5.
- Shackelford, J. F. Introduction to Materials Science for Engineers. New Jersey. Prentice Hall, 2000. 2. 877 p. ISBN 0-13-011287-9.