Ciência dos Materiais 6ª Edição - James F. Shackelford
821 palavras · 5 minutos tempo de leitura Ciências Exatas/Engenharia e tecnologia Didáticos Informática Gastronomia
Ciência dos Materiais 6ª Edição - James F. Shackelford
Introdução
A ciência dos materiais é o estudo das propriedades dos materiais e de como elas são afetadas por sua composição e estrutura. É uma disciplina fundamental para a engenharia, a ciência da computação e muitas outras áreas.
Este livro fornece uma introdução abrangente à ciência dos materiais, cobrindo tópicos como:
- A estrutura dos materiais
- As propriedades mecânicas dos materiais
- As propriedades térmicas dos materiais
- As propriedades elétricas dos materiais
- As propriedades magnéticas dos materiais
- Os materiais semicondutores
- Os materiais supercondutores
- Os materiais cerâmicos
- Os materiais poliméricos
- Os materiais compósitos
Estrutura dos Materiais
A estrutura dos materiais é determinada pela forma como seus átomos e moléculas estão organizados. Existem três tipos principais de estruturas:
- Estruturas cristalinas: Os átomos e moléculas estão organizados em um padrão regular e repetitivo.
- Estruturas amorfas: Os átomos e moléculas estão organizados de forma aleatória.
- Estruturas semicristalinas: Os átomos e moléculas estão organizados em um padrão regular e repetitivo em algumas áreas, mas não em outras.
A estrutura de um material afeta suas propriedades. Por exemplo, os materiais cristalinos são geralmente mais fortes e mais rígidos do que os materiais amorfos.
Propriedades Mecânicas dos Materiais
As propriedades mecânicas dos materiais são determinadas pela forma como eles respondem a forças externas. As principais propriedades mecânicas são:
- Resistência: A capacidade de um material de resistir à deformação permanente.
- Dureza: A capacidade de um material de resistir à penetração.
- Tenacidade: A capacidade de um material de absorver energia antes de se romper.
- Fadiga: A capacidade de um material de resistir à falha sob cargas cíclicas.
As propriedades mecânicas dos materiais são importantes para muitas aplicações. Por exemplo, os materiais usados em componentes estruturais devem ter alta resistência e dureza, enquanto os materiais usados em amortecedores devem ter alta tenacidade.
Propriedades Térmicas dos Materiais
As propriedades térmicas dos materiais são determinadas pela forma como eles respondem ao calor. As principais propriedades térmicas são:
- Condutividade térmica: A capacidade de um material de conduzir calor.
- Capacidade térmica: A capacidade de um material de armazenar calor.
- Coeficiente de expansão térmica: A quantidade que um material se expande quando aquecido.
As propriedades térmicas dos materiais são importantes para muitas aplicações. Por exemplo, os materiais usados em isolamentos térmicos devem ter baixa condutividade térmica, enquanto os materiais usados em sistemas de aquecimento devem ter alta capacidade térmica.
Propriedades Elétricas dos Materiais
As propriedades elétricas dos materiais são determinadas pela forma como eles respondem à eletricidade. As principais propriedades elétricas são:
- Condutividade elétrica: A capacidade de um material de conduzir eletricidade.
- Resistividade elétrica: A resistência de um material à passagem de eletricidade.
- Permissividade elétrica: A capacidade de um material de armazenar energia elétrica.
As propriedades elétricas dos materiais são importantes para muitas aplicações. Por exemplo, os materiais usados em fios elétricos devem ter alta condutividade elétrica, enquanto os materiais usados em capacitores devem ter alta permissividade elétrica.
Propriedades Magnéticas dos Materiais
As propriedades magnéticas dos materiais são determinadas pela forma como eles respondem a campos magnéticos. As principais propriedades magnéticas são:
- Permeabilidade magnética: A capacidade de um material de ser magnetizado.
- Retentividade magnética: A capacidade de um material de reter sua magnetização após ser removido de um campo magnético.
- Histerese magnética: O ciclo de magnetização e desmagnetização de um material.
As propriedades magnéticas dos materiais são importantes para muitas aplicações. Por exemplo, os materiais usados em ímãs devem ter alta permeabilidade magnética e alta retentividade magnética, enquanto os materiais usados em blindagens magnéticas devem ter baixa permeabilidade magnética.
Materiais Semicondutores
Os materiais semicondutores são materiais que têm uma condutividade elétrica intermediária entre a dos metais e a dos isolantes. Os materiais semicondutores são usados em muitos dispositivos eletrônicos, como transistores, diodos e circuitos integrados.
Materiais Supercondutores
Os materiais supercondutores são materiais que têm uma condutividade elétrica perfeita a temperaturas muito baixas. Os materiais supercondutores são usados em muitas aplicações, como ímãs supercondutores, trens de alta velocidade e aceleradores de partículas.
Materiais Cerâmicos
Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos não metálicos que são feitos por meio de um processo de aquecimento. Os materiais cerâmicos são usados em muitas aplicações, como azulejos, tijolos, louças e materiais refratários.
Materiais Poliméricos
Os materiais poliméricos são materiais orgânicos que são feitos por meio de um processo de polimerização. Os materiais poliméricos são usados em muitas aplicações, como plásticos, fibras e borrachas.
Materiais Compósitos
Os materiais compósitos são materiais que são feitos de dois ou mais materiais diferentes. Os materiais compósitos são usados em muitas aplicações, como aeronaves, automóveis e equipamentos esportivos.
Conclusão
A ciência dos materiais é uma disciplina fundamental para a engenharia, a ciência da computação e muitas outras áreas. Este livro fornece uma introdução abrangente à ciência dos materiais, cobrindo tópicos como a estrutura dos materiais, as propriedades mecânicas dos materiais, as propriedades térmicas dos materiais, as propriedades elétricas dos materiais, as propriedades magnéticas dos materiais, os materiais semicondutores, os materiais supercondutores, os materiais cerâmicos, os materiais poliméricos e os materiais compósitos.