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Semana 11 (Corrosão de cerâmicos e degradação de polimeros (VIDROS (Os…
Semana 11
Corrosão de cerâmicos e degradação de polimeros
VIDROS
Os vidros possuem propriedades especiais não encontradas em outros materiais no campo da engenharia.
A combinação de transparência e dureza a temperaturas ambientes juntamente de suficiente robustez e excelente resistência à corrosão,
à maioria dos ambientes regulares, torna os vidros indispensáveis para muitas aplicações, como a construção civil e os vidros de carros.
Na indústria elétrica, o vidro é essencial para vários tipos de lâmpadas por causa de suas propriedades isolantes e sua habilidade de oferecer um invólucro fechado a vácuo.
A alta resistência química do vidro o torna útil em aparatos de laboratório e para tubulações resistentes à corrosão, além de recipientes para reações na indústria química.
Sistemas de proteção térmica do ônibus espacial.
definição de vidro
Vidro é um material cerâmico, feito de materiais inorgânicos a altas temperaturas. o vidro pode ser definido como um produto inorgânico da fusão, que resfriou a uma condição rígida sem cristalização.Uma característica de um vidro é que ele possui uma estrutura não cristalina ou amorfa. As moléculas em um vidro não estão arranjadas em uma ordem regular repetida em cadeia longa como ocorre em sólidos cristalinos. No vidro, as molécu- las mudam sua orientação de maneira aleatória por meio do material sólido.
temperatura de transição vítrea
O comportamento de solidificação do vidro é diferente do comportamento de um sólido cristalino, ́ uma plotagem do volume específico (recíproco da densidade) versus a temperatura para estes dois tipos de materiais. O ponto de interseção das duas curvaturas dessa curva define um ponto de transformação chamado temperatura de transição vítrea Tg. Este ponto é sensitivo à estrutura, com maiores taxas de resfriamento produzindo maiores valores de Tg.
Termoquímica
Natureza da energia e tipos de energia
A energia é normalmente definida como a capacidade de realizar trabalho.
A energia radiante ou energia solar
:
provém do Sol e é a fonte de energia primária da Terra. A energia solar aquece a atmosfera e a superfície da Terra, estimula o crescimento da vegetação pelo processo conhecido como fotossíntese e influencia os padrões climáticos globais.
A energia térmica:
́a energia associada ao movimento aleatório dos átomos e das moléculas. Em geral, a energia térmica pode ser calculada a partir de medidas de temperatura. Quanto mais intenso for o movimento dos átomos e das moléculas em uma amostra de matéria, mais quente é a amostra e maior é a sua energia térmica.
A energia química:
é uma forma de energia armazenada nas unidades estruturais das substâncias químicas; a sua quantidade é determinada pelo tipo e arranjo dos átomos na substância considerada. Quando as substâncias participam de reações químicas, a energia química é liberada, armazenada ou converti- da em outras formas de energia.
A energia potencial:
é a energia disponível como consequência da posição de um objeto. Por exemplo, por causa de sua altitude, uma rocha no topo de um penhasco tem maior energia potencial do que uma rocha semelhante colocada no meio do penhasco.
Introdução à termodinâmica
é o estudo científico da interconversão de calor e outras formas de energia. As leis da termodinâmica orientam na compreensão da energética dos processos e da direção da sua evolução.
Em termodinâmica, estudam-se as variações no estado de um sistema, que é definido pelos valores de todas as propriedades macroscópicas importantes, por exemplo, composição, energia, temperatura, pressão e volume.
Corrosão de Materiais Metálicos
Oxidação dos Matais
Filmes óxidos de proteça
A capacidade de proteção de um filme de óxido depende de muitos fatores, entre os quais:
A razão volumétrica de óxido do metal depois da oxidação deve estar próxima de 1:1.
O filme deve ter boa aderência.
O ponto de fusão do óxido deve ser alto.
O filme de óxido deve ter uma pressão de vapor baixa.
O filme de óxido deve ter um coeficiente de expansão quase igual ao do metal.
O filme deve ter plasticidade a alta temperatura para prevenir fratura.
O filme deve possuir baixa condutividade e baixo coeficiente de difusão para os íons metálicos e oxigênio.
taxa de oxidação (cinética)
Do ponto de vista da engenharia, a taxa em que os metais e as ligas oxidam é muito importante uma vez que a taxa de oxidação de muitos metais e ligas determinam a vida útil do equipamento.
A taxa de oxidação dos metais e das ligas é geralmente medida e expressada como o peso adquirido por unidade de área.
w =
peso ganho por unidade de área
t =
tempo
kL =
constante da taxa de variação linear
Quando a difusão de ferro é a etapa controladora na oxidação dos metais, os metais puros devem
seguir a relação parabólica.
w =
peso ganho por unidade de área
t =
tempo
kp =
constante da taxa parabólica
Muitos metais oxidam de acordo com a lei da taxa parabólica, e esses geralmente estão associados a óxidos coerente espessos. Ferro, cobre e cobalto são exemplos de metais que mostram comportamento parabólico de oxidação.
Controle de Corrosão
A corrosão pode ser controlada ou prevenida por vários métodos diferentes. um engenheiro terá que determinar se será mais econômico substituir certo equipamento ou fabricá-lo com materiais que são altamente resistentes à corrosão, entretanto mais caros, de modo que durarão mais.
Seleção de materiais:
Metálico Não metálico
Revestimentos:
Metálico Inorgânico Orgânico
Projeto:
Evita tensões excessivas
Evita o contato entre materiais diferentes
Evita fendas Exclui o ar
Proteção anódica catódica
Controle de ambiente:
Temperatura Velocidade Oxigênio Concentração Inibidores Limpeza
Combinações de metais e ambientes que dão boa resistência à corrosão em proporção ao custo.
3.Monel – ácido hidro-fluorídrico
4.Hastelloy (Clorimetos) – ácido hidro-clorídrico a quente
2.Níquel e ligas de níquel – cáustica
5.Chumbo – ácido sulfúrico diluído
1.Ações inoxidáveis – ácido nítrico
6.Alumínio – exposição a atmosfera não mancha
7.Estanho – água destilada
8.Titânio – soluções oxidantes quentes
9.Tântalo – resistência ultima
10.Aço – ácido sulfúrico concentrado
Forças magnéticas e torques
Força magnética sobre uma carga em movimento
Uma carga em movimento está sempre associada a um campo magnético ao seu redor - e essa mesma carga pode sofrer a influência de um campo magnético associado à outra carga também em movimento por meio de uma interação denominada força magnética
Os campos são, na verdade, os mediadores das interações entre essas cargas O movimento de uma carga ou de uma corrente elétrica pode ser obtido também pela ação de um campo elétrico externo que sirva como mediador da ação de uma força elétrica
Regra da mão esquerda e Força de Lorentz
o dedo indicador representa o sentido do campo magnético.
formando um ângulo de 90° com o polegar, e, por sua vez, o dedo médio representa o sentido da velocidade
formando um ângulo de 90° com o dedo polegar e com o indicador. Ou seja, as três grandezas vetoriais são perpendiculares entre si
