classificaÇÃo dos materiais prof. dr: eliana franco classificaÇÃo dos materiais 1
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Prof. Dr: Eliana Franco
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
• Metais• Cerâmicas• Polímeros• Compósitos• Semicondutores• Biomateriais (Mat. Biocompatíveis)
Classificação tradicional
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CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
A classificação tradicional dos materiais geralmente é baseada na estrutura atômica e química destes.
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METAIS• Combinação de elementos
metálicos;
• Ligação metálica;
• Não são transparentes à luz visível;
• Aparência lustrosa quando polidos;
• Resistentes porém deformáveis;
• Muito utilizados para aplicações estruturais.
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CERÂMICAS
ALUMINA
• Combinação de elementos metálicos e não-metálicos;
• Óxidos, nitretos e carbetos;
• Isolantes térmicos e elétricos;
• Duras, porém frágeis
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POLÍMEROS• Compostos orgânicos C, H e
outros elementos não metálicos;
• Macro-moléculas;
• Baixa densidade;
• Flexíveis;
• Rígidos;
• Estão inclusos plásticos e borrachas.
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COMPÓSITOS• Constituídos por mais de um tipo
de material, insolúveis entre si;
• Desenvolvidos para apresentarem as melhores características de cada componente;
• Um exemplo classico é o compósito de matriz polimérica com fibra de vidro. O material compósito apresenta a resistência mecânica da fibra de vidro associado a flexibilidade do polímero
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BIOMATERIAIS• Empregados para implantes de
partes em seres humanos;
• Não devem causar rejeição;
• Metais, cerâmicas, polímeros e compósitos podem ser usados como biomateriais.
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• Semicondutores
• Materiais semicondutores apresentam propriedades elétricas que são intermediárias entre metais e isolantes
• Os semicondutores tornaram possível o advento do circuito integrado que revolucionou as indústrias de eletrônica e computadores
• Ex: Si, Ge, GaAs, InSb, GaN, CdTe..
InP
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OS MATERIAS CERÂMICOS NA TABELA PERIÓDICA
Os cerâmicos são constituídos de metais e não-metais
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LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS
Por quê estudar?O tipo de ligação interatômica geralmente explica a
propriedade do material.
Exemplo: o carbono pode existir na forma de grafite que é mole, escuro e “gorduroso” e na forma de diamante que é
extremamente duro e brilhante. Essa diferença nas propriedades é diretamente atribuída ao tipo de ligação química que é
encontrada no grafite e não no diamante.Veja mais informações no site www.cimm.com.br (material didático)
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LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS
• Os elementos se ligam para formar os sólidos para atingir uma configuração mais estável: oito elétrons na camada mais externa
• A ligação química é formada pela interação dos elétrons de valência através de um dos seguintes mecanismos:
- Ganho de elétrons- Perda de elétrons- Compartilhamento de elétrons
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Metálica • Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade (apresentam no máximo 3 elétrons de valência)
• Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir
• A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente)
• Ex: Hg e WElétrons de valência
Átomo+elétrons das camadas mais internas
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Covalente • Os elétrons de valência são compartilhados
• Forma-se com átomos de alta eletronegatividade
• A ligação covalente é forte• Esse tipo de ligação é
comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante.
Ex: metano (CH4)
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Iônica• Os elétrons de valência são transferidos entre átomos produzindo
íons• Forma-se com átomos de diferentes eletronegatividades (um
alta e outro baixa) • A ligação é forte• A ligação predominante nos materiais cerâmicos é iônica
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LIGAÇÃO IÔNICA
• Os átomos num material iônico arranjam-se de forma que todos os íons positivos têm como vizinho mais próximo íons negativos.
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LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS
Por quê estudar?O tipo de ligação interatômica geralmente explica a
propriedade do material.
Exemplo: o carbono pode existir na forma de grafite que é mole, escuro e “gorduroso” e na forma de diamante que é
extremamente duro e brilhante. Essa diferença nas propriedades é diretamente atribuída ao tipo de ligação química que é
encontrada no grafite e não no diamante.Veja mais informações no site www.cimm.com.br (material didático)
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LIGAÇÕES QUÍMICAS EM MATERIAIS SÓLIDOS
• Os elementos se ligam para formar os sólidos para atingir uma configuração mais estável: oito elétrons na camada mais externa
• A ligação química é formada pela interação dos elétrons de valência através de um dos seguintes mecanismos:
- Ganho de elétrons- Perda de elétrons- Compartilhamento de elétrons
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Metálica • Forma-se com átomos de baixa eletronegatividade (apresentam no máximo 3 elétrons de valência)
• Então, os elétrons de valência são divididos com todos os átomos (não estão ligados a nenhum átomo em particular) e assim eles estão livres para conduzir
• A ligação metálica é geralmente forte (um pouco menos que a iônica e covalente)
• Ex: Hg e WElétrons de valência
Átomo+elétrons das camadas mais internas
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Covalente • Os elétrons de valência são compartilhados
• Forma-se com átomos de alta eletronegatividade
• A ligação covalente é forte• Esse tipo de ligação é
comum em compostos orgânicos, por exemplo em materiais poliméricos e diamante.
Ex: metano (CH4)
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TIPOS DE LIGAÇÕES
• Iônica• Os elétrons de valência são transferidos entre átomos produzindo
íons• Forma-se com átomos de diferentes eletronegatividades (um
alta e outro baixa) • A ligação é forte• A ligação predominante nos materiais cerâmicos é iônica
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LIGAÇÃO IÔNICA
• Os átomos num material iônico arranjam-se de forma que todos os íons positivos têm como vizinho mais próximo íons negativos.
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Espumas
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Stiff = Rígido
tough= tenacidade