ciencia e tecnologia 2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS
Curso: Engenharia de Produção 
Semestre: 7º 
Disciplina: Ciência e tecnologia dos materiais.
Professora: Msc. Giselle de Souza Silva
Aluno: RGM: 
ATIVIDADE 2
1. Responda o que são
a) Cerâmicas cristalinas
Cerâmicas cristalinas são materiais inorgânicos, não metálicos, caracterizados por átomos ou íons organizados em um arranjo periódico e ordenado de longo alcance. Elas são muito duras, quebradiças, possuem altos pontos de fusão e alta resistência à compressão. Exemplos incluem alumina, magnésia e zircônia.
b) Cerâmicas não cristalinas.
Em cerâmicas não cristalinas, a deformação plástica ocorre da mesma maneira que nos líquidos, isto é, através de um escoamento viscoso, e não por meio d o movimento de discordâncias como ocorre nas cerâmicas cristalinas.
2. Quais são os tipos de cerâmicas? Descreva cada uma delas.
Vidros: são compostos por silicatos não cristalinos, além de outros óxidos, como CaO, Na2O, K 2O e Al2O3, o emprego desse material deve-se essencialmente a características como a transparência ótica e o método de processamento mais fácil em comparação a outras cerâmicas. 
Argila: a argila é uma das matérias-primas dos materiais cerâmicos mais utilizados. Na presença de água, é formado um material apropriado para a modelagem. Em seguida, o material é seco e cozido a temperaturas elevadas para melhorar a resistência mecânica. Os produtos que utilizam a argila como principal matéria-prima podem ser classificados em produtos estruturais, como tijolos de construção ou azulejos ou em louças brancas, que adquirem essa coloração após sofrerem o cozimento, porcelanas, louças para meda ou
acessórios para encanamento.
Refratários: são materiais cerâmicos capaz de resistir à temperaturas elevadas, as cerâmicas refratarias não se fundem e podem se manter intactas, além de proporcionarem isolamento térmico. Possuem alta dureza, são compostas por alumina e sílica com a concentração de 25 a 45%p de alumina. A proporção defase liquida depende da temperatura do sistema, acima de 1587°C depende da composição do material.
Abrasivos: são materiais com dureza, resistência ao desgaste e tenacidade elevada. Elas são utilizadas com a finalidade de desgastar, esmerilhar ou cortar materiais mais moles, o que envolve condições de trabalho sob temperaturas elevadas, sendo também importante possuírem algumas propriedades refratarias.
Cimentos: quando misturados à água, formam uma pasta, que ao secar, endurece. Suas aplicações são das mais variadas, o que implica em uma produção em larga escala. O cimento Portland, por exemplo, é responsável por aglutinar agregados inertes, resultando em argamassa ou concreto.
Cerâmicas avançadas: empregadas principalmente em equipamentos de alta tecnologia. Além das propriedades inerentes aos materiais cerâmicos, as cerâmicas avançadas buscam combinações com propriedades elétricas, magnéticas e óticas. Com isso, podem ser aplicadas a motores de combustão interna, podendo suportar temperaturas elevadas, apesar da resistência térmica e baixa densidade.
3. Para cada tipo escreva cinco aplicações.
Vidro: Garrafas, Louças, telescópios, espelhos e dentes artificiais .
Argila: louças brancas, isolantes, azulejos, tijolos e telhas.
Refratário: fornos industriais, de laboratórios de pesquisa e ensino, caldeiras, fornos domésticos e churrasqueiras de tijolo refratário.
Abrasivo: disco flap, discos de corte, lixas, rebolos e rodas PG.
Cimento: Concreto, Gesso, Vidros, cal e cimento inorgânico.
Cerâmica avançada: Fibras ópticas, blindagem, semicondutores, partes de
turbinas e próteses e implantes.
4. Preencha o que se pede na tabela abaixo para cada cerâmica. 
	Tipos de Ligas
	Composição química
(Ex: K2O)
	Características do material.
(Resistências, desgastes etc..)
	Vidros
	Os vidros são compostos por silicatos não cristalinos, além de outros óxidos, como CaO, Na2O, K2O e Al2 O3.
	Transparência ótica e o método de processamento mais fácil em comparação a outras cerâmicas. Na prática, as matérias-primas do vidro são aquecidas até a temperatura de fusão, em que alcança-se maior grau de homogeneidade.
	Argilas
	A argila contém compostos à base de bário, cálcio, sódio, potássio e ferro, além de matérias orgânicos a argila caolinita [Al2(Si2O5)(OH)4]
	As argilas são encontradas em grande quantidade, são de baixo custo, não exigem melhorias durante seu processamento, por isso a argila e uma das matérias primas dos matérias cerâmicos mais utilizados, a plasticidade que a argila adquire na presença da água e denominada hidroplasticidade o que denota uma importante propriedade para operações de conformação.
	Refratários
	As argilas refratarias possuem alta pureza são compostas alumina e sílica com a concentração de 25% a 45% de alumina
	Trata-se de uma classe de materiais cerâmicos capaz de resistir a temperatura elevadas
5. O que é uma conformação hidroplástica?
A conformação hidroplástica é um processo de fabricação em que um material (geralmente metal) é moldado utilizando pressão de um fluido (líquido), em vez de ferramentas sólidas tradicionais como matrizes rígidas. Como funciona, a peça metálica (como um tubo ou chapa) é colocada dentro de um molde, um fluido (normalmente água ou óleo) é injetado sob alta pressão, essa pressão faz o material se expandir e se ajustar perfeitamente ao formato do molde, técnica moderna que usa líquido sob pressão para moldar metais, permitindo fabricar peças mais leves, resistentes e com formatos complexos.
6. Sobre as cerâmicas refratarias defina:
a) Argila refratária
possuem alta pureza, são compostas por alumina e sílica, com a concentração de 25 a 45%p de alumina.
b) Refratária sílica
São altamente resistentes a temperaturas elevadas, contudo, também são capazes de suportar elevadas cargas sob essas condições.
c) Refratária básica
Possuem a preciável resistência ao ataque por escórias que contenham essencialmente MgO e CaO. São materiais formados por Magnesita (MgO), podendo existir concentrações de cálcio, cromo e ferro.
d) Refratárias especiais
São compostos à base de carbeto, como o carbeto de silício (SiC), utilizado em materiais como cadinhos e partes internas de fornos.
7. Descreva a principal diferença entre polímeros, copolímeros e elastômeros.
A principal diferença entre polímeros, copolímeros e elastômeros está na estrutura química e no comportamento mecânico de cada material.
Polímeros: São materiais formados por longas cadeias de unidades repetidas (monômeros) iguais ou semelhantes, podem ser rígidos ou flexíveis.
Ex: plástico comum (como polietileno)
Copolímeros: São um tipo de polímero, mas formados por dois ou mais tipos diferentes de monômeros na mesma cadeia, permitem combinar propriedades (resistência, flexibilidade, etc.) Ex: borracha sintética, ABS
Elastômeros: São polímeros com comportamento altamente elástico, ou seja, podem ser esticados e retornam à forma original, possuem cadeias com ligações flexíveis e leves “entrelaçamentos” (reticulações)
Ex: borracha natural
8. Quais são as estruturas moleculares dos polímeros? Fale de cada uma delas
As estruturas moleculares dos polímeros podem ser classificadas em três principais tipos:
1. Estrutura Linear: Cadeias longas e contínuas de monômeros ligadas em sequência, sem ramificações. Exemplo: polietileno de alta densidade (PEAD). Essa estrutura confere maior densidade e resistência mecânica.
2. Estrutura Ramificada: Cadeias principais com ramificações laterais. Exemplo: polietileno de baixa densidade (PEBD).As ramificações impedem o empacotamento compacto, resultando em menor densidade e maior flexibilidade.
3. Estrutura Reticulada ou entrecruzada): Cadeias poliméricas conectadas por ligações covalentes formando uma rede tridimensional. Exemplo: borracha vulcanizada. Essa estrutura proporciona alta resistência térmica e mecânica, além de elasticidade.
9. Como o grau de cristalinidade influencia nas estrutura dos polímeros?
O grau de cristalinidade influencia diretamente a estrutura dos polímeros da seguinte forma:
Organização molecular, quanto maior o grau de cristalinidade, mais ordenadas e compactas são as cadeias poliméricas, formando regiões cristalinas bem definidas. Propriedades físicas, polímeros com alta cristalinidade apresentam maior densidade, rigidez, resistência mecânica e ponto de fusão mais elevado.
Transparência e permeabilidade, regiões cristalinas tendem a ser opacas e menos permeáveis a gases e líquidos, enquanto regiões amorfas são mais transparentes e permeáveis.
 Processamento, o grau de cristalinidade afeta a facilidade de processamento, pois polímeros muito cristalinos podem ser mais difíceis de moldar devido à sua rigidez, 
 o grau de cristalinidade determina a organização interna do polímero, impactando suas propriedades mecânicas, térmicas e ópticas.
10. Qual a diferença entre os termofixos e os termoplásticos?
A capacidade de liquefação que os termoplásticos possuem. Quando esses são aquecidos se tornam líquidos e com o resfriamento se tornam sólidos, sendo esse processo reversível e repetível. O que ocorre inversamente nos termofíxos, que em temperaturas altas se solidificam.
11. Escolha cinco tipos de polímeros termoplásticos e escreva:
a) Nome dos polímeros;
b) Suas características;
c) Aplicações.
1. Polietileno (PE)
Características: Leve e flexível, alta resistência química, bom isolante elétrico
Pode ser de baixa densidade (LDPE) ou alta densidade (HDPE).
Aplicações: Sacolas plásticas, garrafas (leite, produtos de limpeza), tubos e embalagens.
2. Polipropileno (PP)
Características: Boa resistência térmica, resistente à fadiga (não quebra facilmente ao dobrar), baixa densidade, boa resistência química
Aplicações: Potes de alimentos, tampas de garrafa, peças automotivas, seringas.
3. Policloreto de Vinila (PVC)
Características: Pode ser rígido ou flexível, alta durabilidade, resistente à umidade e produtos químicos, bom isolante elétrico
Aplicações: Tubulações e conexões, fios e cabos elétricos, pisos e revestimentos, Mangueiras.
4. Poliestireno (PS)
Características: Transparente e rígido (forma sólida), pode ser expandido (isopor), baixa resistência ao calor, leve e fácil de moldar
Aplicações: Copos descartáveis, embalagens, isopor (proteção e isolamento térmico).
5. Polietileno Tereftalato (PET)
Características: Transparente e resistente, boa barreira contra gases, leve, reciclável
Aplicações: Garrafas de refrigerante e água, embalagens de alimentos, fibras têxteis (roupas).
12. Como é realizada a conformação dos termoplásticos amorfos?
A conformação dos termoplásticos amorfos é realizada principalmente por processos que envolvem o aquecimento do material acima da sua temperatura de transição vítrea (Tg), tornando-o maleável, seguido da moldagem na forma desejada. Os principais métodos são:
 Injeção: O termoplástico é aquecido até ficar fluido e injetado em um molde, onde esfria e solidifica.
Extrusão: O material é fundido e forçado a passar por uma matriz para formar perfis contínuos.
Termoformagem: Chapas aquecidas são moldadas por pressão ou vácuo sobre um molde.
Sopro: Utilizado para formar objetos ocos, como garrafas, soprando ar em um tubo plástico aquecido dentro de um molde.
Esses processos aproveitam a característica amorfa do termoplástico, que não possui uma estrutura cristalina definida, facilitando a conformação sem necessidade de recristalização.
13. A moldagem é o método de conformação mais comum para os plásticos. Quais tipos de moldagem existentes?
Os principais tipos de moldagem para plásticos são:
 Moldagem por injeção: o plástico fundido é injetado em um molde fechado, onde solidifica e assume a forma desejada.
Moldagem por sopro: usada para fabricar objetos ocos, como garrafas, onde o plástico fundido é soprado para dentro do molde.
Moldagem por compressão: o material plástico é colocado no molde aberto, que é fechado e o plástico é comprimido até tomar a forma.
Moldagem por extrusão: o plástico fundido é forçado a passar por uma matriz para formar perfis contínuos, como tubos e filmes.
Moldagem por rotomoldagem: o plástico em pó é colocado em um molde que gira em várias direções, distribuindo o material e formando peças ocas.
Esses são os principais métodos usados para conformar plásticos, cada um adequado a diferentes tipos de produtos e volumes de produção.
14. Liste duas características importantes para os polímeros que são usados em aplicações como fibras.
Duas características importantes para polímeros usados em fibras são:
 Alta resistência mecânica – para suportar esforços e manter a integridade da fibra.
Boa flexibilidade – para permitir alongamento e resistência ao desgaste sem quebrar.
15. Quais são os tipos de polímeros que possuem maior grau de cristalinidade?
Esses polímeros tendem a ter propriedades mecânicas e térmicas superiores devido à sua estrutura cristalina.
1. Polietileno (PE) - Especialmente o polietileno de alta densidade (PEAD).
2. Polipropileno (PP) - Apresenta uma estrutura cristalina significativa.
3. Poliestireno (PS) - Embora seja mais amorfo, algumas formas podem ter cristalinidade.
4. Nylon (poliamidas) - Como o Nylon 6 e Nylon 6,6, que têm uma estrutura cristalina bem definida.
16. Descreva as características e aplicações do polietileno com peso molecular ultra-alto.
O polietileno de peso molecular ultra-alto (PE-UHMW) possui características como alta resistência ao impacto, excelente resistência à abrasão, baixa fricção e boa resistência química. Ele é utilizado em aplicações que exigem durabilidade e resistência, como em componentes de máquinas, revestimentos de superfícies, próteses médicas e cordas de alta resistência. Além disso, sua leveza e flexibilidade o tornam ideal para diversas indústrias, incluindo a de transporte e a de equipamentos esportivos.
17. Descreva o que seria uma viscoelasticidade para nos polímeros?
A viscoelasticidade em polímeros é o comportamento em que o material apresenta características tanto de sólido elástico quanto de líquido viscoso ao mesmo tempo.
 Explicando de forma simples: comportamento elástico (como mola), O polímero se deforma quando uma força é aplicada e volta à forma original quando a força é retirada.
Comportamento viscoso (como mel), o polímero se deforma e não retorna totalmente, pois parte da energia é dissipada (perdida) na forma de calor.
Nos polímeros: Isso acontece porque suas cadeias moleculares são longas e podem, se esticar (comportamento elástico) deslizar umas sobre as outras (comportamento viscoso)
Exemplos práticos: borracha: estica e volta (mais elástico, mas ainda viscoelástico), plásticos podem deformar lentamente com o tempo sob carga (fluência)
Fenômenos relacionados: Fluência deformação gradual ao longo do tempo sob carga constante, relaxação de tensão: redução da tensão mesmo com deformação fixa. A viscoelasticidade é a capacidade dos polímeros de responder à deformação de forma dependente do tempo, combinando elasticidade e viscosidade.
18. Faça uma descrição do que é passividade?
A passividade é um fenômeno observado principalmente em metais, no qual o material se torna mais resistente à corrosão devido à formação de uma fina camada protetora em sua superfície.
Como funciona, Quando certos metais entram em contato com o oxigênio do ar ou com soluções oxidantes, forma-se uma película de óxido muito fina, aderente e estável. Essa camada impede o contato direto do metal com o meio externo reduz ou até bloqueia reações químicas de corrosão.
Características da passividade, a camada é invisível ou muito fina, é autoprotetora, se danificada, pode se regenerar, diminui drasticamente a velocidade de corrosão.
Exemplos: Alumínio: forma uma camada de óxido de alumínio que o protege
Aços inoxidáveis: formam uma camada de óxido de cromo, responsável pela resistência à corrosão.
 A passividade é a condição em que um metal fica protegido contra a corrosão devido à formação de uma camada superficial estável, que impede a continuação das reações químicas com o ambiente.
19. Para que ser o cálculo de taxa de corrosão?
O cálculo da taxa de corrosão serve para medir a velocidade com que um material está se deteriorando devido à ação do meio ambiente.
Para que ele é utilizado, avaliar a durabilidade de um material (quanto tempo ele vai resistir), prever a vida útil de estruturas e equipamentos (tubulações, tanques, pontes, etc.)
Escolher materiais mais adequados para determinado ambiente, definir métodos de proteção, como pinturas, revestimentos ou uso de ligas resistentes evitar falhas e acidentes, garantindo segurança.
Como é interpretado, a taxa de corrosão geralmente é expressa em mm/ano (milímetros por ano), ou perda de massa ao longo do tempo.
Exemplo prático: Se uma tubulação apresenta alta taxa de corrosão, significa que ela pode perfurar ou falhar mais rapidamente, exigindo manutenção ou substituição.
O cálculo da taxa de corrosão é importante para controlar, prevenir danos e aumentar a vida útil dos materiais, além de garantir segurança e economia.
20. Cite exemplos de meios corrosivos?
Os meios corrosivos são ambientes que favorecem ou aceleram a corrosão dos materiais, principalmente metais.
 Exemplos de meios corrosivos:
Água do mar: rica em sais (principalmente cloreto), altamente agressiva
Ambientes úmidos: a umidade facilita reações químicas de corrosão
Ácidos: como ácido sulfúrico e ácido clorídrico, que atacam diretamente os metais
Soluções salinas: água com sal (ex: salmoura) acelera a corrosão
Atmosfera industrial: presença de gases poluentes como dióxido de enxofre
Ambientes com gases corrosivos: como oxigênio, dióxido de carbono e enxofre
Solo: dependendo da composição e umidade, pode ser altamente corrosivo (importante para tubulações enterradas)
Meios corrosivos são todos aqueles que facilitam reações químicas ou eletroquímicas, causando a degradação dos materiais ao longo do tempo.
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