Ciência dos Materiais: Propriedades, Tipos e Aplicações

1. Tipos de Ligações Químicas nos Materiais

Metais – Ligação metálica.

Cerâmicos – Ligação iónica entre metais e não metais.

Polímeros - Cadeia ligada por força de van der Waals (ligação covalente).

2. Relação entre Ponto de Fusão e Energia de Ligação

Materiais que apresentam grandes energias de ligação também apresentam temperaturas de fusão e de ebulição elevadas.

3. O que é Microestrutura de um Material

A microestrutura de um material compreende as características físicas observáveis ao microscópio.

4. O que são Materiais Avançados

São materiais aperfeiçoados quase que exclusivamente a partir de conhecimentos científicos, cujas propriedades podem ser quantitativamente previstas. Ex: Semicondutores, Vidros metálicos e materiais para reatores.

5. Descrição da Ciência dos Materiais

Ciência dos materiais é o estudo que define as propriedades, classes e desempenho de um determinado componente (material), onde o material será utilizado e se é apropriado para um determinado objetivo. Faz parte do conhecimento básico para todas as Engenharias.

6. Fragilidade de Sólidos Iónicos vs. Maleabilidade de Metais

Os sólidos iónicos possuem uma ligação forte, responsável pelo seu estado. Devido às forças opostas entre cátions (positivos) e ânions (negativos), a energia para quebrar a ligação é grande. No entanto, basta modificar o sistema para torná-lo frágil. Isso ocorre porque, ao modificar o sistema, um cátion pode se aproximar de outro cátion, ou um ânion de outro ânion. Essa repulsão mútua desestabiliza o sistema, rompendo as ligações e tornando-o quebrável.

Já os metais não possuem essa propriedade. A presença da nuvem de elétrons, responsável pela ligação, os torna não frágeis e estáveis, permitindo que sejam maleáveis, ou seja, que sua forma exterior seja modificada sem corromper a estrutura.

7. Dureza do Diamante vs. Moleza do Polietileno

A estrutura cristalina do diamante é única. Cada átomo de carbono está fortemente ligado a quatro átomos vizinhos, formando uma estrutura tridimensional extremamente dura e resistente.

O polietileno de alta densidade é um termoplástico derivado do eteno, com grande aplicação em embalagens. Ele não possui estrutura cristalina, sendo um material amorfo. Alguns polímeros são completamente amorfos, consistindo em uma combinação de regiões enroscadas e desordenadas que cercam áreas cristalinas. Isso confere ao polietileno sua característica"mol".

8. Importância da Reciclagem

Os recursos naturais são finitos. Se não reciclarmos tudo o que utilizamos, economizarmos o uso dos mesmos e consumirmos apenas o necessário, enfrentaremos problemas como a falta de produtos no mercado, aumento da poluição ambiental e aquecimento global sem precedentes, com resultados catastróficos para todos os seres vivos da Terra, incluindo os humanos.

Ao reciclar, menos matéria-prima é retirada da natureza, economiza-se grandes quantidades de energia e gera-se menor impacto ambiental em nosso planeta.

9. Cerâmicas Tradicionais e Cerâmicas Avançadas

Cerâmicas avançadas estão presentes em diversas aplicações de ponta. Suportam temperaturas que fundiriam o aço e resistem à maioria dos corrosivos químicos, sendo feitas de matéria-prima sintética. Já as cerâmicas tradicionais são feitas de matéria-prima natural.

10. O Termo "Novos Materiais" é Correto?

Sim, o termo é adequado não somente por se referir a materiais novos, mas principalmente pelo fato de serem materiais fabricados com alto conteúdo tecnológico.

11. Fatores que Influenciam o Preço do Material

• Valor Agregado do Item: Em construções de satélites, o preço do material fica em segundo plano.
• Grau de Conhecimento Científico: Facilita e viabiliza a aplicação.
• Capacidade de Produção: Quanto maior a capacidade, menor o preço.