Definição 🚩

...é um campo de conhecimento interdisciplinar, que trata do estudo e manipulação da composição e estrutura dos materiais, com o intuito de controlar as propriedades destes por meio da síntese e do processamento para a produção de bens de uso e consumo.

Objetivo 🏁

... o estudo da estrutura interna, das propriedades e do processamentos dos materiais, quanto a engenharia dos materiais dedica-se à aplicação destes conhecimentos de modo a transformar os materiais em produtos úteis

Os quatro níveis de estudo da ESTRUTURA de um material: :

Subatômico: átomo individual, comportamento do núcleo e dos elétrons
Atômico: interação entre vários átomos e formação de ligações e moléculas
Microscópico: arranjos atômicos e moleculares, formação de estruturas cristalinas, moleculares e amorfas
Macroscópico: comportamento do material em serviço

Termos ✏

Composição: refere-se à constituição química do material
Estrutura: refere-se à forma como esses átomos, moléculas ou íons se arranjam para a formação de outros materiais
Síntese: refere-se ao modo e ás substâncias químicas necessárias para a produção de um material específico
Processamento: remete ao modo como os materiais sintetizados são transformados em bens de uso e consumo

Constituídos por um ou mais elementos químicos metálicos

Podendo conter elementos não metálicos em sua composição

Ligas Metálicas são formadas pela mistura de um metal com um ou mais metais ou não metais

Possuem alto nível de organização espacial no arranjo de seus átomos, definido pelo termo "estrutura metálica", em função disto possuem boa RESISTÊNCIA MECÂNICA, DUCTILIDADE, ALTA RIGIDEZ, RESISTÊNCIA A CHOQUES e podem ser DEFORMADAS sob a ação de forças externas. Além disto são BONS CONDUTORES ELÉTRICOS E DE CALOR, devido as suas ligações metálicas

Constituídas por elementos químicos metálicos e não metálicos que se ligam por meio de ligações covalentes e iônicas

São DUROS, possuem RIGIDEZ e RESISTÊNCIA comparadas às dos metais, entretanto são FRÁGEIS, ou seja, apresentam BAIXA RESISTÊNCIA a esforços de tração, torção, flexão

São mais RESISTÊNTES a ALTAS TEMPERATURAS e AMBIENTES SEVEROS do que os polímeros e metais. São tipicamente ISOLANTES TÉRMICOS e ELÉTRICOS

Formados principalmente por carbono e hidrogênio, podendo conter outros elementos não metálicos

O processo de produção dos polímeros é conhecido como polimerização.

Os polímeros são moléculas de cadeia longa, formados pela união de várias (poli) unidades menores (meros)

Os polímeros podem conter oxigênio, como acrílico, nitrogênio, poliamidas ou náilons, flúor, fluorocarbonos, silícios e silicones

Os materiais poliméricos possuem grande ductilidade e tem baixa densidade, além disso são materiais isolantes elétricos, não magnéticos e, alguns são altamente resistentes a produtos químicos corrosivos.

Suas desvantagens estão no fato de serem menos resistentes a deformações que os metais, e de amolecer e/ou decompor em temperaturas moderadas

São formados pela combinação entre os materiais das classes apresentadas anteriormente (metais, cerâmicas e polímeros). Essa união conduz a um material com propriedades superiores aos dos componentes separadamente.

Existem vários, a maioria feita pelo homem, mas existem alguns naturais como o osso e a madeira

Um dos mais famosos é a fibra de vidro, constituída de pequenas fibras de vidro embutidas no interior de uma matriz polimérica

São aplicados na produção de componentes ou dispositivos de alta tecnologia, cujo funcionamento possui princípios intrincados ou sofisticados. Pertecem as classes citadas

Possuem propriedades elétricas intermediárias entre os condutores (metais) e os isolantes (polímeros e cerâmicas)

As propriedades elétricas desses materiais são extremamente sensíveis a pequenas concetrações de átomos de impurezas presentes em sua composição

São utilizados na área da saúde para as mais diversas finalidades. Devendo serem materiais não tóxicos por terem muito contato com sistemas biológicos

São materiais com a capacidade de exercer uma força de atração ou repulsão sobre outros materiais

Sâo materiais de escala de nano, ou seja, 10^-9, com características facínantes e grande expectativa nas áreas da tecnologia, ciências e saúde. Grande parte das caractéristicas dos materiais provem das partículas que as compoem, assim nos dando oportunidade de mudar sua estrutura diretamente, abrindo novas possibilidades para o mesmo material

Rede Cristalina: Um arranjo tridimensional de pontos, cujo a vizinhança é idêntica. Essa rede de pontos formam uma espécie de esqueleto dos quais os átomos ou grupos de átomos estão posicionados nela ou próximo à ela

Estrutura Cristalina: é a estrutura formada por esse arranjo de átomos, íons ou moléculas

Célula unitária: nos sólidos cristalinos, pequenos grupos de átomos se organizam de maneira periódica na formação da estrutura cristalina de um material, por está razão divide-se essa estruturam para que se estude a célula unitária. A célula é o bloco estrutural básico, desta forma, pode-se descobrir uma estrutura de uma rede cristalina, somente estudando sua célula unitária

Existem sete combinações possíveis para os parâmetros a, b, c, alpha, Beta e Lambda, que cada uma dá origem a uma geometria diferente para a célula unitária

Polimorfismo: ocorre principalmente em metais e alguns ameitas. é quando um material possui mais do que uma estrutura cristalina. Em materiais formados apenas por um elemento químico, o mesmo fenômeno recebe o nome de alotropia.