Capítulo 1. Introdução

Perspectiva histórica. Ciência e Tecnologia de Materiais. Classes de materiais usados em Engenharia e suas principais propriedades. Selecção de materiais. Desenvolvimento de novos materiais. (ER) 

 

Capítulo 2. Matérias-primas

Fontes de matérias-primas: minérios, materiais manufacturados; resíduos de produção industrial. Processos de obtenção de materiais. (ER)

 

Capítulo 3. Propriedades mecânicas dos materiais

Introdução. Tensão e extensão. Ensaio de tracção e curvas tensão-extensão. Deformação elástica e propriedades elásticas. Deformação plástica. Deformação e fractura de materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos. Ensaios de dureza, de fluência, de fadiga e de impacto. Atrito e desgaste. Introdução. Tensão e extensão. Ensaio de tracção e curvas tensão-extensão. Deformação elástica e propriedades elásticas. Deformação plástica. Deformação e fractura de materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos. Ensaios de dureza, de fluência, de fadiga e de impacto. Atrito e desgaste. (ER)

 

Capítulo 4. Materiais compósitos

Introdução. Compósitos reforçados com fibras; fibra e matriz. Propriedades do compósito. Compósitos laminados. Materiais celulares: estruturas em favo-de-mel e espumas. (ER)

 

Capítulo 5. Estrutura dos materiais

Introdução. Átomos e ligações atómicas. Materiais cristalinos e não cristalinos. Rede e célula unitárias. Redes de Bravais e sistemas cristalográficos. Principais estruturas cristalinas dos materiais metálicos. Direcções e planos cristalográficos. Densidade atómica volúmica, planar e linear. Polimorfismo e alotropia. Estruturas cristalinas dos materiais cerâmicos. Determinação de estruturas cristalinas. Difracção de raios-X. Defeitos em estruturas cristalinas. Defeitos pontuais: lacunas e intersticiais. Defeitos lineares: deslocações e encruamento. Defeitos superficiais: limites de grão e falhas de empilhamento. Defeitos em materiais cerâmicos. Observação microscópica de defeitos. (ER)

 

Capítulo 6. Materiais poliméricos

Introdução. Reacções de polimerização. Termoplásticos e termoendurecíveis. Elastómeros. Copolímeros. Cristalinidade. Temperatura de transição vítrea. (ER)

 

Capítulo 7. Solidificação

Introdução. Nucleação homogénea e heterogénea. Raio crítico e grau de sobre-arrefecimento. Crescimento e formação de grãos. Tamanho de grão. Soluções sólidas substitucionais e intersticiais. (FV)

 

Capítulo 8. Difusão atómica em sólidos

Introdução. Mecanismos de difusão. Difusão estacionária. Difusão não-estacionária. Factores que influenciam a difusão. Aplicações industriais dos processos de difusão. Recuperação, recristalização e crescimento de grão de metais deformados a frio. Endurecimento por precipitação. Fluência. (FV)

 

Capítulo 9. Diagramas de equilíbrio de fases

Introdução. Fases. Diagramas de fases de um elemento puro. Regra das fases de Gibbs. Sistema binário isomorfo. Regra da alavanca. Reacções invariantes. Sistemas binários eutécticos e peritécticos. Diagramas de fases com fases intermédias e compostos. Transformações congruentes. Diagramas de fases de ligas ferrosas e não-ferrosas. Diagramas de fases de cerâmicos. Diagramas ternários. Arrefecimentos em condições de não-equilíbrio. (FV)

 

Capítulo 10. Ligas ferrosas

Introdução. Ligas ferrosas: aços carbono e aços ligados; aços inoxidáveis; ferros fundidos. Análise detalhada dos diagramas ferro-cementite e ferro-carbono. Tratamentos térmicos dos aços. Transformações da austenite. Curvas TTT. Temperabilidade. Ensaios de Jominy. (FV)

 

Capítulo 11. Ligas não-ferrosas

Introdução. Ligas de alumínio, de cobre, de titânio e de níquel. Superligas. (FV)

 

Capítulo 12. Outras propriedades dos materiais

Introdução. Corrosão e degradação de materiais; prevenção e protecção. Propriedades eléctricas: condutividade eléctrica; propriedades dieléctricas; supercondutividade; semicondutividade. Propriedades magnéticas: fundamentos e aplicações. Propriedades ópticas: interacção da luz com a matéria; refracção, reflexão, absorção e transmissão. Propriedades térmicas: calor específico; condutividade e expansão térmica. (ER)