Materiais: Ligações, Estruturas e Defeitos

Ligações Interatômicas:

• Iônica: Atração mútua de cargas positiva e negativa.
• Covalente: Compartilhamento de elétrons.
• Metálica: Átomos de baixa eletronegatividade (máximo 3 elétrons de valência).

Materiais Metálicos: Substâncias inorgânicas com elementos metálicos e não-metálicos. Exemplos: ferro, cobre, alumínio, níquel e titânio.

Materiais Cerâmicos: Materiais inorgânicos com elementos metálicos e não-metálicos ligados quimicamente. Podem ser cristalinos, não-cristalinos ou misturas. Possuem alta dureza e resistência mecânica, mas são frágeis.

Materiais Poliméricos (Plásticos): Cadeias longas ou redes de moléculas orgânicas (com carbono). A maioria é não-cristalina, mas alguns têm regiões cristalinas.

Materiais Compósitos: Misturas de dois ou mais materiais, geralmente um reforço/enchimento e um ligante/matriz.

Cristalografia:

Estrutura CCC:

• Família de direções de maior empacotamento atômico: <111> (diagonal do cubo).
• Família de planos de maior empacotamento atômico: {110}.

Estrutura CFC:

• Família de direções de maior empacotamento atômico: <110> (diagonal da face).
• Família de planos de maior empacotamento atômico: {111}.

Defeitos Cristalinos:

• Pontuais: Lacunas, substitucionais, intersticiais.
• Lineares: Discordâncias.
• Planares: Contorno de grão, maclas.
• Volumétricos: Precipitados, inclusões, porosidades.

Estruturas Cristalinas:

• CFC: Átomo em cada vértice e no centro de cada face da célula unitária.
• CCC: Átomo em cada vértice e um no centro da célula unitária.

Importância da Ciência dos Materiais: Conhecimento básico para todas as engenharias.

Propriedades dos Materiais: Desempenho definido por propriedades, microestrutura, composição e processo de fabricação.

Propriedades Específicas:

• Tenacidade: Níquel.
• Dureza a quente: Tungstênio, molibdênio.
• Estabilidade dimensional: Cromo, manganês.
• Resistência ao desgaste: Cromo, vanádio.
• Resistência à corrosão: Cromo, níquel.
• Dureza: Carbono.
• Ductilidade: Capacidade de deformação.

Classificação dos Materiais: Metais, cerâmicas, polímeros (plásticos), compósitos, semicondutores, biomateriais.

Defeitos Cristalinos (Classificação):

• Macroscópicos: Porosidades, trincas, inclusões, segregações.
• Microscópicos: Contornos de grãos, maclas.
• Submicroscópicos: Lacunas, discordâncias, átomos em solução sólida.

Defeitos em Linha: Imperfeições em que uma linha de átomos difere da estrutura vizinha. São extrínsecos.

Exemplos de Estruturas:

• CCC: Ferro, cromo, molibdênio.
• CFC: Alumínio, cobre, ouro.

Empacotamento Atômico:

• CCC: ABAB...
• CFC: ABCABC...