Lista 2 P1 - Introd à Ciência e Tecnolog dos Materiais - 2023-1

Nome do aluno: Nº matricula Turma: 1 - Consultando a tabela periódica, identifique os elementos químicos através da sua distribuição eletrônica e indique qual o tipo de ligação química é mais provável de ocorrer (metálica, iônica ou covalente). a) 1s2 2s1 ligado quimicamente com 1s2 2s1 b) 1s2 2s1 ligado quimicamente com 1s2 2s2 2p4 c) 1s2 2s2 2p2 ligado quimicamente com 1s2 2s2 2p2 d) 1s2 2s2 2p6 3s1 ligado quimicamente 1s2 2s2 2p5 2 – O ferro possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atômico de 0,124 nm, e um peso atômico de 55,85 g/mol. (a) Desenhe sua célula unitária e calcule sua densidade. (b) Por que esse valor se difere da densidade volumétrica ρ = m/V, do mesmo material? (c) Cite e explique quais defeitos microestruturais esse tipo de estrutura contém e de que forma isso pode afetar a rugosidade superficial (morfologia) e a textura do material (d) Explique porque seria necessária a caracterização por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a Difração de Raios X, para aplicações tecnológicas ou industriais. 3 – Considerando a célula unitária abaixo: (a) identifique as direções ou planos cristalográfico a seguir através dos índices de Miller. Curso: Engenharia de Produção Prof. Péricles L. Sant’Ana Introdução à Ciência e Tecnologia de Materiais Lista de exercícios 2 de 2 para P1 Análise microestrutural de sólidos, arranjos atômicos e imperfeições nos sólidos dz = ½ dy = 1/3 dx = 1/3 (b) Desenhe as direções ou planos: (001), [011] e [121] em uma célula unitária equivalente. 4 – Explique de forma particular, qual o efeito da temperatura em: (a) polímeros comerciais ou reciclados; (b) ligas metálicas para uso geral na engenharia; (c) materiais compósitos para uso restrito e de alta performance como na indústria militar e em outras (ex.: asas de avião, pás eólicas, revestimentos protetivos à perfuração, ou identação, como carcaças de tanques de guerra, etc.) 5. Considere as informações abaixo e faça o que se pede: 5.1: Sabe-se que quando uma onda com velocidade v, frequência f e comprimento de onda  atravessa um meio material, parte desta onda (ou radiação) pode ser refletida pelo meio, parte absorvida por aquele meio material, e parte pode ser transmitida por ele. Explique de forma sucinta, os princípios físicos e em quais condições esta radiação irá sofrer esses três fenômenos, onde A + R + T = 100% (absorção, reflexão e transmissão) 5.2: Explique quais os efeitos das seguintes radiações (ondas eletromagnéticas) em um material sólido qualquer, explicando possíveis ensaios e informações extraídas dessa interação, para fins tecnológicos. (a) Raios microondas, F = 3.45 GHz. (b) radiação infravermelha. (c) Raios-X. (d) Luz visível 400-700 nm de λ. (e) radiação ultravioleta λ = 190 nm. E (eV). = h × f (h = constante, f = frequência) 6 – Considere a formação de possíveis soluções sólidas entre os elementos abaixo. Indique: (a) qual par de solução sólida tem maior ocorrência de formar a liga mais densa possível? (b) Qual o tipo de célula se formaria entre eles e indique onde os átomos dopantes se hospedariam? (c) Calcule a nova densidade dessa liga após formar a solução, considerando a média ponderada de seus pesos atômicos em (g/mol). (d) Explique porquê a nova liga (após formar solução tem aumento em sua resistência mecânica, comentando um possível ensaio que comprove esse fato. Cu 0,1278 CFC 1,9 +2 Ag 0,1445 CFC 1,9 +1 Al 0,1431 CFC 1,5 +3 Co 0,1253 HEX 1,8 +2 Fe 0,1241 CCC 1,8 +2 7 - Liste 6 classificações de materiais utilizados na sociedade, com suas principais propriedades e possíveis tipos estrutura (ou ligações químicas envolvidas). Aponte para cada um deles, os principais desafios ou perspectivas futuras, e possíveis impactos ambientais provenientes do uso de cada um deles em larga escala. 8 - Explique de maneira sistemática: (a) Qual a diferença das forças existentes na natureza do ponto de vista microscópico e do ponto de vista macroscópico sobre dois corpos ou duas partículas no espaço e Qual a semelhança entre as forças? Esboce os gráficos. (b) Qual a vantagem de se estudar do ponto de vista físico, a análise das forças e interações a nível atômico (microscópico)? Cite e comente exemplos de algumas propriedades físico-química dos materiais que podem ser controladas nesse tipo de abordagem. (c) Quais os principais indicadores de performance de materiais sólidos quanto à suas propriedades: mecânicas, térmicas, ópticas e deteriorativas.