A escolha de uma carreira nem sempre é fácil, e na maioria das vezes é um caminho tortuoso principalmente para quem se encontra na “temida” fase dos vestibulares. Saber a respeito do curso e da área com a qual se identifica já é um começo. Este blog surge, assim, para que a comunidade se integre dos assuntos que permeiam esta grande área dos materiais, bem como para que quem já está nesta área possa se atualizar e, concomitantemente, ter fácil acesso a conteúdos relacionados a ela.

Sendo esta sua área ou não, sinta-se livre para navegar neste blog e acessar seus conteúdos acerca desta extensa e envolvente área dos Materiais.

terça-feira, 14 de dezembro de 2010

Você Sabia ?


Você Sabia: Que a maioria das peças externas de uma NAVE ESPACIAL são fabricadas em cerâmica, a fim de resistir à elevada temperatura gerada através do atrito com a atmosfera quando o veículo regressa à Terra?

Por que portas de alguns freezers não acumulam gelo?
O fato de não ocorrer deposição de gelo na porta do freezer se dá porque na porta de vidro há uma camada de filme fino eletroóptico, que além de ser transparente, conduz corrente elétrica, que por sua vez é convertida em calor. Desta forma, não há deposição de gelo na porta do freezer.
O metal mais leve do mundo é o lítio e mais pesado é o ósmio, que pesam respectivamente: 1 cm3 de lítio 533 mg e 1 cm3 de ósmio 22,59 g. O ósmio é 42 vezes mais pesado que o lítio.

O ferro ao enferrujar produz calor. Se empacotarmos a limalha de ferro úmida, o calor por esta produzido, pode incendiar o recipiente.

O alumínio usado na construção das asas dos aviões é tão forte, que pode suportar uma tensão superior a 65 toneladas por cm2.

A mais de 2000 anos A.C. há registros na bíblia de que o homem misturava palha como fibras no barro para posterior fabricação de tijolos objetivando melhor rendimento e maior resistência, ver em Êxodo cap.5. Também neste mesmo capítulo da bíblia pode-se observar que já existia estudos de cronoanálise, que eram executados por oficiais (capatazes e as vezes os escribas).

Alguns dos principais tecidos disponíveis no mercado são produzidos a partir de materiais plásticos o Nylon e o Poliester (PET), no caso do PET já é possível inclusive produzir tecido deste material reciclado, ou seja, “você pode estar vestindo uma garrafa”, pois garrafas são feitas de PET.

Automóveis blindados são conhecidos por terem vidros a prova de balas, mas na verdade estes não são vidros e sim plásticos, pois são fabricados em camadas de um plástico muito resistente ao impacto, que é o Policarbonato. Este material também é utilizado em outros objetos onde se exige segurança, tais como: capacetes, óculos de segurança, elevadores panorâmicos e outros.

A Poliamida, conhecida como "Nylon" é um material de ampla utilização, esta presente nos melhores tecidos e em diversas peças técnicas.
Este nome "Nylon" foi dado pelos Americanos e Ingleses que em parceria descobriram este material. Devido uma espécie de guerra fria contra os japoneses, numa disputa que envolvia o comércio da seda e a descoberta de um material que pudesse substitui-la. Quando os Americanos e Ingleses descobriram a Poliamida, material que viria a substituir a seda, principalmente para fabricação de para-quedas, deram então este nome “Nylon” que tem duas versões para tal:
a) A soma das iniciais das duas principais cidades envolvidas: New York e London
b) As iniciais da frase: Now You Lost Old Nipon ( Agora você perdeu velho japonês).

Charles Goodyear descobriu o processo de vulcanização que é o processo utilizado para fabricação de pneus e outros produtos de borracha sintética (plástico elastomérico). Porém não conseguiu desfrutar de sua descoberta e morreu pobre. O nome vulcanização foi dado em honra ao deus Vulcano, deus das profundezas e do fogo.

Outros Óxidos

      Berília

      Apresenta boa condutividade térmica
Alta resistência Mecânica
Boas propriedades dielétricas
É cara e difícil de trabalhar
A poeira é tóxica
Aplicações: giroscópios, transistores, resistores, …

      Magnésia
Têm aplicações limitadas porque não é suficientemente resistente e é susceptível ao choque térmico, devido sua elevada dilatação térmica.

      Zircônia
Apresenta-se em várias formas (monoclínica, cúbica estabilizada,..)
A zircônica estabilizada apresenta:
Alta tempratura de fusão (2760°C)
Baixa condutividade térmica
Alta resistência à ação química

Tória
É o material cerâmico mais estável e o de mais alto ponto de fusão (3315°C)
      Aplicado em reatores nucleares

      Textos de PGETEMA/PUCRS Acessados as 10:23 de 14/12/2010 

segunda-feira, 13 de dezembro de 2010

Composição e Fabricação do Vidro

Composição do vidro

O vidro é uma substância inorgânica, homogênea e amorfa, obtida através do resfriamento de uma massa a base de sílica em fusão. A sucata de vidro, limpa e selecionada, é usada para auxiliar a fusão.



Sílica (SiO2) - 72% Matéria prima básica (areia) com função vitrificante.

Alumina (Al2O3) - 0,7% Aumenta a resistência mecânica.

Sódio (Na2SO4) - 14% Aumenta a resistência mecânica.

Cálcio (CaO) - 9% Proporciona estabilidade ao vidro contra ataques de agentes atmosféricos.

Magnésio ( MgO) - 4% Garante resistência ao vidro para suportar mudanças bruscas de temperatura e aumenta a resistência mecânica.

Potássio (K2O) - 0,3%

Os vidros coloridos são produzidos acrescentando-se à composição, corantes como o Selênio (Se), Óxido de Ferro (Fe2O3) e Cobalto (Co3O4) para atingir as diferentes cores.

Principais características

- Pode ser especificado para filtrar radiações indesejáveis como o UV;
- Reciclabilidade;
- Transparência (permeável à luz) e dureza;
- Não absorvência;
- Baixa condutividade térmica;
- Recursos abundantes na natureza;
- É um dos mais duráveis materiais de construção sob habituais condições de exposição.

Resistência à pressão quando temperado

- O vidro resiste à pressão do vento e grandes quantidades de neve, stress térmico e pressão da água. Tem ótima resistência contra ataques químicos dos agentes atmosféricos e ambientais tais como umidade, chuva ácida, sais e vapores.

- Pode também ser especificado para resistir ao impacto, intencional ou por acidente, humano ou de algum objeto, ataques de assaltantes, impactos de balas, explosões, descarga elétrica e fogo.

Fabricação

O processo de fabricação de vidro começa quando as matérias-primas são misturadas a frio e levadas ao forno de fusão onde a massa é fundida a uma temperatura de 1500 °C, transformando-se em vidro. Os fornos são constituídos de três partes: a fusão, a refinação e os regeneradores.A mistura é enfornada na mesma velocidade em que o vidro está sendo moldado nas máquinas de fabricação de modo que a quantidade de vidro no forno é sempre constante. As máquinas que produzem o vidro são interligadas ao forno através de um canal, que reduz a temperatura da massa de vidro para aproximadamente 900°C que é desejada para a formação da gota de vidro. Vejamos alguns processos:

- Soprado soprado: a formação da embalagem tanto no molde quanto na forma são feitas com ar comprimido, que resultam em maior peso. Normalmente utilizados para garrafas (boca estreita).
- Prensado soprado: a formação no molde é feita através da compressão de vidro com auxílio de um pino de prensagem. Normalmente utilizado para embalagens de boca larga como potes de alimentos.
- Vidro plano: O vidro plano em sua concepção são vidros estruturados em chapas e seu processo de produção é contínuo. Atualmente, existem dois processos de fabricação de vidros plano no Brasil: flutuação em banho de estanho (float) e laminação por rolo (impresso).
O processo float trata-se do mais moderno. Consiste em submeter o vidro fundido a um banho de flutuação em estanho em fusão, o que lhe confere perfeito equilíbrio entre a face do vidro em contato com o metal. Pelo efeito do seu próprio peso e do calor, a face superior se torna perfeitamente plana, polida e com espessura uniforme. Este processo permite obter um vidro de alta qualidade e brilho, que dispensa operações de polimento

Vídeo Rá-Tim-Bum Explicando a fabricação do Vidro


            http://www.abividro.org.br/index.php/19 (Imagem)
            http://www.youtube.com/watch?v=KCi2rGXDh4g (Vídeo)
Acessados às 23:41 de 13/12/2010

História do Vidro

O surgimento do vidro é incerto, mas registros do historiador romano Plinio atribuem esta descoberta" navegadores fenícios, ao acenderem fogueiras nas areias do rio Belo. O que se sabe com certeza é que sírios, fenícios e babilônios já utilizavam vidro desde 7.000 a.C., mas foi no Egito antigo, por volta do ano 1.500 a.C., que o vidro começou a crescer, utilizado como adorno pessoal, jóia e embalagem para cosméticos.
A revolução na produção aconteceu em 100 a.C., quando os fenícios inventaram o tubo de sopro, permitindo a fabricação da maioria dos objetos.
A era de modernidade do vidro começou no século XVII, com a contribuição de vários países no aperfeiçoamento tecnológico. Em 1650 houve o aperfeiçoamento da rolha, aumentando o uso do vidro como recipiente para acondicionar bebidas. Hoje basta olhar  em volta e será possível ver o vidro presente em janelas, pára-brisas de automóveis, telas de computadores e televisões, copos, entre incontáveis outras aplicações.

Mais em: http://www.abividro.org.br/index.php/18, Associação Técnica Brasileira da Indústrias Automáticas de Vidro.

Reciclagem de placas de Silício

A IBM desenvolveu um sistema de reciclagem de placas de silício que pode ajudar a reduzir a falta de silício refinado, causadora da limitação na produção de painéis de energia solar.
A IBM disse que pode remover propriedade intelectual de placas semicondutoras descartadas feitas de silício. A empresa poderá então vendê-las à indústria de energia solar que usa silício em células foto-voltaicas que geram eletricidade em cima dos telhados.



Acessado às 23:17 de 13/12/2010

A Energia Solar Fotovoltaica e o Silício

 A Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão.
 Inicialmente o desenvolvimento da tecnologia apoiou-se na busca, por empresas do setor de telecomunicações, de fontes de energia para sistemas instalados em localidades remotas. O segundo agente impulsionador foi a "corrida espacial". A célula solar era, e continua sendo, o meio mais adequado (menor custo e peso) para fornecer a quantidade de energia necessária para longos períodos de permanência no espaço. Outro uso espacial que impulsionou o desenvolvimento das células solares foi a necessidade de energia para satélites.
 A crise energética de 1973 renovou e ampliou o interesse em aplicações terrestres. Porém, para tornar economicamente viável essa forma de conversão de energia, seria necessário, naquele momento, reduzir em até 100 vezes o custo de produção das células solares em relação ao daquelas células usadas em explorações espaciais. Modificou-se, também, o perfil das empresas envolvidas no setor. Nos Estados Unidos, as empresas de petróleo resolveram diversificar seus investimentos, englobando a produção de energia a partir da radiação solar.
O efeito fotovoltaico dá-se em materiais da natureza denominados semicondutores que se caracterizam pela presença de bandas de energia onde é permitida a presença de elétrons (banda de valência) e de outra onde totalmente "vazia" (banda de condução).
 O semicondutor mais usado é o silício. Seus átomos se caracterizam por possuirem quatro elétrons que se ligam aos vizinhos, formando uma rede cristalina. Ao adicionarem-se átomos com cinco elétrons de ligação, como o fósforo, por exemplo, haverá um elétron em excesso que não poderá ser emparelhado e que ficará "sobrando", fracamente ligado a seu átomo de origem. Isto faz com que, com pouca energia térmica, este elétron se livre, indo para a banda de condução.
 Um sistema fotovoltaico pode ser classificado em três categorias distintas: sistemas isolados, híbridos e conectados a rede. Os sistemas obedecem a uma configuração básica onde o sistema deverá ter uma unidade de controle de potência e também uma unidade de armazenamento.
Para saber mais visite: 
O site do Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito, é possível entender melhor a transformação da energia solar, e as aplicações no Brasil

Acessado às 23:11 de 13/12/2010

Materiais Cerâmicos: Introdução

Um grupo de materiais um pouco esquecido são os cerâmicos, a maioria das pessoas associam com artesanato, louças domésticas. Na verdade a Cerâmica está presente em nossas vidas, como nos exemplos abaixo:

Uso comum: cimentos, tijolos, vidros, magnetos, louças, ladrilhos, lentes especiais, equipamentos eletrônicos domésticos, transdutores de microondas etc;
Vídeo sobre revestimentos cerâmicos da Rijeza Metalurgia


Setor automotivo: conversores catalíticos, filtros, sensores de diversos tipos, válvulas, anéis de pistão etc;

Medicina: juntas ortopédicas, restaurações dentárias, implantes de ossos etc;

Computadores e industrias de comunicação em geral: isolantes, resistores, supercondutores, capacitores, fibras ópticas, lasers etc;

Indústria aeroespacial: incluindo o uso específico dos chamados "ladrilhos" como protetores térmicos para o revestimento externo dos foguetes.

Materiais cerâmicos são geralmente uma combinação de elementos metálicos e não-metálicos (formam óxidos, nitretos, carbetos), na maioria das vezes são os melhores isolantes de calor e eletricidade
São mais resistêntes à altas temperaturas, à ambientes severos, a dilatação térmica é baixa comparada com metais e polímeros. Com relação às propriedades mecânicas as cerâmicas são duras, porém frágeis em geral são leves e a ligação predominante é iônica

O Engenheiro de Materiais especializado em cerâmicos atua em diversas frentes de trabalho: Análise de Falhas, Cerâmicas Eletrônicas, Cerâmicos simples (Azulejos, Louças), Supercondutores, Semicondutores, Compósitos, Materiais de Construção (como o Concreto), Fibras Óticas, Cerâmicas Refratarias, Vidros, Biomateriais, Ligas Refratárias.Essas áreas da cerâmica são trabalhadas na indústria, em instituições de ensino, de fomento, de pesquisa e de desenvolvimento científico e tecnológico.

Classificação dos Materiais Cerâmicos:
Cristalinos: Incluem os cerâmicos à base de Silicatos, Óxidos, Carbonetos e Nitretos.
Amorfos (vidros): Em geral com a mesma composição dos cristalinos, diferindo no processamento
Vidro-Cerâmicos: Formados inicialmente como amorfos e tratados termicamente
Cerâmicos Avançados são baseados em óxidos, carbonetos e nitretos com elevados graus de pureza.

Textos de PGETEMA/PUCRS
www.rijeza.com.br
Acessados as 22:23 de 13/12/2010

Silíca

Em seu estado natural pode ser encontrado em diversas formas. Possui 17 formas cristalinas distintas, entre elas o quartzo, o topázio e a ametista.
A sílica é o principal componente da areia e a principal matéria prima para o vidro.
Também é usado na fabricação de cimento.
É um dos óxidos mais abundantes na crosta terrestre. Ocorre na forma de pedra, areia, quartzo, etc.
A Sílica fundida é produzida em fornos de arco, de plasma ou outros tipos. Pode ter pureza de até 99,9% de SiO2. Usada principalmente na indústria eletro-eletrônica.
É matéria-prima básica para a produção de vidro. Misturada com cal e carbonato de sódio produz os vidros comuns para janelas, garrafas, lâmpadas, etc (a maior parte dos vidros planos são fabricados pela deposição em uma cuba com estanho fundido sob atmosfera controlada). Com óxido de boro produz vidros resistentes a altas temperaturas e choques térmicos, muitas vezes conhecidos pelo nome comercial pirex. A sílica fundida de alta pureza pode por si ser usada para vidros de alta resistência térmica e mecânica (usados em naves espaciais).
A areia é extensivamente usada como agregado na construção civil. Também na indústria de fundição, refratários, etc.
O quartzo tem propriedades piezelétricas e, por isso, bastante empregado em componentes eletrônicos que fazem uso deste fenômeno.



Acessados as 22:23 de 13/12/2010