apresentação de ciência dos materiais

7/27/2019 Apresentação de Ciência dos materiais

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Propriedades Deteriorativas, Propriedades

Nucleares e Propriedades da Densidade

Integrantes:

Arley Alles CruzEliane Mendonça Lima

Jéssica Mayara Oliveira Santana

Kátilla Monique Costa Santos

Marília Rafaele Oliveira Santos



Moema Andrade Damascena

Mychelli Andrade Santos

Thadeu Guimarães Brandão

1. INTRODUÇÃO

A maioria dos materiais sofrem algum tipo de interacão com um diverso número de ̧ambientes. Essas interacões, ao acontecer com certa frequência, acabam comprometendo ̧

a utilidade do material, sua aparência e suas funcionalidades físicas e mecânicas.

Cada tipo de material, possui um mecanismo de deterioração diferente.

Cerâmicos:

São geralmente os mais resistentes, o desgaste ocorre em temperaturas elevadas ou em

ambientes considerados extremos, se acontece com frequencia, é chamado de corrosão ̈ ̂(CALLISTER, 2008).

Metais:

Existe uma perda efetiva de material, seja por dissolucão (corrosão) ou pela formacão de ̧ ̧

uma incrustacão ou película de material não-metálico (oxidacão). ̧ ̧

Polímeros:

Podem se dissolver quando são expostos a um solvente líquido ou podem absorvê-lo esofrer inchamento. A radiacão eletromagnética e o calor podem causar alteracões nas suas ̧ ̧ estruturas moleculares.



Com isso é possível definir que a propriedade deteriorativa dos materiais está diretamente

relacionada ao mecanismo, à resistencia, ao ataque causado por vários tipos de ambiente ̂

e às medidas normalmente empregadas para prevenir ou reduzir a degradacão ̧ (CALLISTER, 2008).

FIGURA 1: Dissolução do metal devido à ação do tempo



FIGURA 2: Incrustação do metal devido à água

Propriedades Deteriorativas

Corrosão

Trata-se da deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos.

Pode ocorrer em diversos tipos de materiais, sejam metálicos como os aços ou as ligas decobre, por exemplo, ou não metálicos, como plásticos, cerâmicos ou concreto.

Corrosão EletroquímicaOcorre espontaneamente, quando o metal está em contato com um eletrólito, ondeacontecem, simultaneamente, reações anódicas e catódicas.

Reação anódica (oxidação)

Fe → Fe2+ + 2e – (1)



Reação catódica (redução):

2H2O + 2e– → H2 + 2OH – (2)

Em meio com baixo teor de oxigênio, o hidróxido ferroso sofre a seguinte

transformação:

3Fe(OH)2 Fe3O4 + 2H2O + H2 (4)

Por sua vez, caso o teor de oxigênio seja elevado, tem-se:

2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 2Fe(OH)3 (5)

2Fe(OH)3 Fe2O3.H2O + 2H2O (6)

O produto final da corrosão, ou seja, a ferrugem, consiste nos compostos Fe3O4

(coloração preta) e Fe2O3.H2O (coloração alaranjada ou castanho-avermelhada).

Outro exemplo deste tipo de corrosão é a pilha galvânica onde dois metais são postos em

presença de um eletrólito:

Quando duas partes de uma superfície ou de uma estrutura metálica apresentam

potenciais eletroquímicos diferentes, elas podem formar uma (ou mais) pilha(s)

eletroquímica(s) com dissolução metálica em uma região específica. Tem-se nesse caso o

que se chama de corrosão localizada.



Tipos de Corrosão Localizada

• Pites (localizada)

• Galvânica

• Frestas

• Seletiva de fases

• Intergranular

• Transgranular sob tensão

FIGURA 3: Diferentes tipos de corrosão localizadas

Corrosão Química



Corresponde ao ataque de um agente químico diretamente sobre o material, semtransferência de elétrons de uma área para outra.

Nos Metais consiste numa reação química entre o meio corrosivo e o material

metálico, resultando na formação de um produto de corrosão sobre a sua superfície. Um

exemplo é a corrosão de zinco metálico em presença de ácido sulfúrico.

Nos Polímeros ocorre a corrosão, ou melhor, uma degradação, pela ação do meio,

de solventes ou de oxidantes enérgicos. As reações químicas levam à cisão das

macromoléculas, em geral com comprometimento das propriedades físicas e químicas do

material, como ocorre na hidrólise do poli (tereftalato de etileno) (PET).

Um exemplo prático é a decomposição do concreto:

3CaO.2SiO2.3H2O + 6HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O (7)

FIGURA 4: Corrosão química em concreto armado: (a) poste; (b) mureta (Boa Viagem, Niterói RJ)(MAINIER et al, 2004).

Corrosão Eletroquímica



Se caracteriza por ser um processo eletroquímico, que se dá com a aplicação de

corrente elétrica externa (corrosão não espontânea).

Ocorre principalmente em:

• tubulações de petróleo;

• Tubulações de água potável;

• Cabos telefônicos enterrados;

• Tanques de postos de gasolina.

Figura 5: Corrosão eletrolítica em tubos de aço-carbono provocada por corrente de fuga: (a) em

parte de um equipamento; (b) em uma tubulação industrial (MAINIER et al, 2004).

DENSIDADE

A densidade é uma propriedade específica de cada material, a qual auxilia a

identificar a composição de objetos, por exemplo. Ela é calculada através da razão entre a

massa (m) e volume (v)

A densidade de um material tem importância significativa nas aplicações

aeronáuticas.



Reflete tanto a contribuição nuclear (núcleo do átomo), como a sua estrutura

química, organização molecular e eficiência de empacotamento.

Os materiais metálicos apresentam uma ampla faixa de densidades, que vão desde

materiais leves como o berílio (1,87 g/cm3) e o lítio (0,53 g/cm3), até materiais pesados

como o irídio (22,65 g/cm3) e o tungstênio (19,3 g/cm3) (PADILHA, 2000).

Os materiais poliméricos são em geral muito leves e apresentam, na sua maioria,

densidade entre 0,95 e 2,20 g/cm3.

Os materiais cerâmicos são em geral mais leves que os metálicos e mais pesados

que os poliméricos.

A tabela 2 apresenta a densidade de vários materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos.

Tabela 1: Densidade (em g/cm3) de vários materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos na temperatura

ambiente (PADILHA,2000).



PRPRIEDADES NUCLEARES

Aspectos Históricos

As primeiras radiações (raios x, raios γ e partículas α e β) foram

descobertas no final do século passado e início deste século.

Ernest Rutherford (1871-1937) foi o primeiro a realizar a transmutação de um

elemento químico.



Os nêutrons só foram descobertos pelo físico britânico James Chadwick (1891-

1974) em 1932

Em 1939, o químico alemão Otto Hahn (1879-1968) descobriu um tipo muito

importante de reação nuclear: a fissão nuclear.

O primeiro reator nuclear entrou em operação em 1942 e a explosão da primeira

bomba atômica aconteceu em 6 de agosto de 1945, na cidade japonesa de Hiroshima.

Conceitos

Secção de choque - Probabilidade de ocorrência de uma determinada reação nuclear

A secção de choque depende:

• Energia do nêutron incidente

• Energia do núcleo do átomo alvo

Componentes de um reator nuclear:

•

Moderador

• Barras de controle

• Refrigerador

• Blindagem



Resistência à Degradação

Os polímeros, em comparação com os materiais metálicos, são bastante estáveis em

meios líquidos tais como água, soluções inorgânicas ácidas ou básicas, assim como

em atmosferas agressivas.

Muitos polímeros são atacados e até dissolvidos por alguns solventes orgânicos.

Por exemplo, o poliestireno é solúvel em benzeno, tolueno e xileno.

Os termorígidos são mais resistentes ao ataque de solventes orgânicos que os

termoplásticos

Outra forma de degradação é causada pela difusão do oxigênio para regiões entre as

cadeias dos termoplásticos.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CALLISTER, W.D.; Ciência e Engenharia de Materiais: Uma introdução. Rio de

Janeiro, Editora LPC, 2008.

DUTRA, A.C. e NUNES, L.P. Proteção catódica - Técnica de combate à corrosão. Rio

de Janeiro, Editora Técnica, 1987.

GENTIL, V. Corrosão. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2003.

MAINIER, F.B.; Corrosão: Um exemplo usual do fenômeno químico. Rio de Janeiro,

Química Nova na Escola, 2004.

NUNES, L.P. e LOBO, A.C.O. Pintura industrial na proteção anticorrosiva. Rio de

Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1990.

PADILHA, A.F.; Materiais de Engenharia: Microestrutura e Propriedades.

Curitiba, Hemus SA, 2000.

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