Propriedades e Estruturas dos Materiais: Guia Completo

Propriedades Mecânicas dos Materiais

• Plasticidade: Propriedade de deformar-se permanentemente sem fraturar, fundamental para determinar a aplicação de um material.
• Rigidez: Característica de um material não se deformar quando submetido a esforços.
• Resiliência elástica: Capacidade do material de absorver energia quando deformado elasticamente e liberá-la ao ser descarregado. É medida pelo módulo de resiliência elástica (Ur), que representa a energia de deformação absorvível até o fim do campo elástico, por unidade de volume.
• Elasticidade: Propriedade pela qual um material se deforma sob esforços, recuperando seu tamanho inicial ao eliminá-los.
• Colabilidade: Representa a facilidade com que o material líquido preenche moldes, permitindo obter peças fundidas livres de defeitos.

Critérios para Escolha de um Material

1. Condições de operação e propriedades;
2. Tipo de degradação que o material sofrerá em serviço;
3. Viabilidade econômica.

Estrutura dos Materiais

Os materiais podem ser classificados em cristalinos ou não-cristalinos (amorfos), de acordo com a regularidade na disposição dos átomos ou íons em relação aos seus vizinhos.

• Cristalinos: Compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados em três dimensões. As posições seguem uma ordenação que se repete a longas distâncias atômicas (ordenação de longo alcance), formando uma estrutura tridimensional chamada rede cristalina.
• Amorfos: Compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam ordenação de longo alcance, podendo apresentar apenas ordenação de curto alcance.

Materiais com ligações covalentes (direcionais) têm maior tendência a formar sólidos amorfos do que materiais com ligações metálicas ou iônicas (não direcionais).

Estruturas Cristalinas em Metais

As três estruturas cristalinas mais comuns em metais são:

• Cúbica de corpo centrado (CCC);
• Cúbica de face centrada (CFC);
• Hexagonal compacta (HC).

Polimorfismo

Alguns metais e não-metais podem apresentar mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperatura e pressão; esse fenômeno é conhecido como polimorfismo.

Geralmente, as transformações polimórficas são acompanhadas de mudanças na densidade e em outras propriedades físicas.