| Contactos |
Código da disciplina: LZ
Docente aulas teóricas:
Profª Maria Emília Rosa, Telefone: 218418105, Extensão:
2105, Sala: 5.05 (3º andar do Pav. de Civil), Correio electrónico
Docentes aulas práticas:
Turma 13101 - Engª Amélia
Almeida, Telefone: 218418123, Extensão: 2123, Sala: 5.23
(3º andar do Pav. de Civil), Correio electrónico
Turma 13102 - Maria Emília Rosa, Telefone: 218418105,
Extensão: 2105, Sala: 5.05 (3º andar do Pav. de
Civil), Correio
electrónico
Turma 13201 - Engª Amélia Almeida,
Telefone: 218418123, Extensão: 2123, Sala: 5.23 (3º andar
do Pav. de Civil), Correio
electrónico
|
| Objectivos |
Transmitir aos alunos noções
básicas de Ciência e Engenharia de Materiais que
lhes permitam compreender as relações entre a composição
química, a estrutura, as propriedades e as tecnologias
de processamento dos materiais.
|
| Programa |
Capítulo 1 - INTRODUÇÃO
Materiais. Ciência e Tecnologia de Materiais.
Classes de materiais usados em Engenharia e suas principais propriedades.
Selecção de materiais. Desenvolvimento de novos materiais.
Considerações económicas e ambientais.
Capítulo 2 - PROPRIEDADES
MECÂNICAS DOS MATERIAIS
Importância das propriedades mecânicas
dos materiais. Tensão normal e extensão. Tensão
de corte e distorção. Ensaio de tracção:
tensão e extensão reais e nominais; tensão
de cedência e tensão de prova; tensão máxima;
tensão de fractura; coeficiente de estricção;
rigidez, tenacidade, resiliência, ductilidade. Deformação
elástica: lei de Hooke; módulos de Young e de distorção;
coeficiente de Poisson. Deformação plástica
de sólidos cristalinos. Deformação e fractura
de materiais poliméricos. Ensaios de dureza, de fluência,
de fadiga e de impacto. Atrito e desgaste: superfícies em contacto;
coeficientes de atrito; mecanismos de desgaste; lubrificação.
Capítulo 3 - ESTRUTURA
DOS MATERIAIS
Átomos e moléculas. Tipos de ligações
atómicas. Estado sólido cristalino e não
cristalino. Rede, nó de rede e vector de rede. Tipos de redes
planas. Parâmetros de rede. Célula unitária.
Redes de Bravais e sistemas cristalográficos. Unidade estrutural
e estrutura cristalina. Principais estruturas cristalinas dos materiais
metálicos: célula estrutural; número de coordenação;
factor de compacidade atómica; planos e direcções
de máxima compacidade. Identificação de direcções
cristalográficas; direcções cristalograficamente
equivalentes. Identificação de planos cristalográficos:
índices de Miller; planos cristalograficamente equivalentes;
índices de Miller-Bravais; relações entre os índices
de Miller e de Miller-Bravais. Polimorfismo e alotropia (caso do ferro).
Estruturas cristalinas dos materiais cerâmicos: ligações
iónica e covalente; factores que determinam a estrutura dos
materiais cerâmicos; estruturas de CsCl, NaCl e de silicatos,
e respectivas redes cristalinas. Determinação de estruturas
cristalinas: difracção de raios-X; constituição
e funcionamento de uma ampola de raios-X; lei de Bragg; método
dos pós; reflexões presentes e ausentes; exemplos de determinação
de estruturas cristalinas. Defeitos em estruturas cristalinas e
sua importância; defeitos pontuais, lineares e superficiais.
Lacunas e intersticiais: energia de formação e concentração
de equilíbrio. Defeitos pontuais em sólidos iónicos:
defeitos de Schottky e de Frenkel. Deslocações: linha
da deslocação e vector de Burgers; densidade de deslocações;
tipos de deslocações; plano de escorregamento; energia
de uma deslocação; dissociação de deslocações;
lei de Schmidt; movimento e multiplicação de deslocações;
obstáculos ao movimento das deslocações; escorregamento
cruzado e trepa de deslocações; alteração
das propriedades mecânicas devidas à deformação
plástica; encruamento. Falhas de empilhamento e limites de
grão.
Capítulo 4 - MATERIAIS
POLIMÉRICOS
Tipos de materiais poliméricos: elastómeros,
termoplásticos e termoendurecíveis.Homo e copolímeros.
Cristalinidade: Tg.
Capítulo 5 - MATERIAIS
COMPÓSITOS
Importância dos materiais compósitos.
Polímeros reforçados. Fibras de vidro, de carbono
e de kevlar. Propriedades e tipos de resinas. Módulo de
elasticidade do compósito. Compósitos laminados.
Compósitos de matriz metálica e de matriz cerâmica.
Materiais celulares: estruturas em favo-de-mel e espumas.
Capítulo 6 - SOLIDIFICAÇÃO
Nucleação e crescimento. Nucleação
homogénea e heterogénea. Raio crítico.
Grau de sobre-arrefecimento. Grãos e limites de grão.
Número ASTM de tamanho de grão. Fase. Tipos de fases
sólidas: soluções sólidas substitucionais
e intersticiais; compostos.
Capítulo 7 - DIFUSÃO ATÓMICA EM SÓLIDOS
Difusão no estado sólido. Mecanismos
de difusão. Leis de Fick. Coeficiente de difusão.
Factores que influenciam o coeficiente de difusão. Aplicações
industriais dos processos de difusão. Recozimento de metais
deformados a frio: recuperação, recristalização
e crescimento de grão. Fluência: ensaios de fluência.
Endurecimento por precipitação, envelhecimento e sobre-envelhecimento:
caso das ligas de alumínio.
Capítulo 8 - DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO
DE FASES
Elemento puro e liga. Componente. Regra das fases
de Gibbs. Diagramas de fases de um elemento puro e de uma liga
binária. Sistema isomorfo. Linhas liquidus e solidus. Composição
e percentagem das fases. Regra da alavanca. Equilíbrios
trifásicos: reacções eutécticas e peritécticas.
Arrefecimento desde o estado líquido de ligas eutécticas,
hipo-eutécticas, hipereutécticas e peritécticas.
Fases primárias e secundárias. Precipitação
de uma fase sólida a partir de outra fase sólida.
Diagramas binários com interesse prático: cobre-estanho
(bronzes), cobre-zinco (latão), alumina-sílica. Arrefecimentos
em condições de não-equilíbrio: zonamento;
encapsulamento; eutécticos divorciados.
Capítulo 9 - FERRO
E AÇO
A idade do ferro. Ligas ferrosas com interesse
em engenharia: aços carbono e aços ligados; aços
inoxidáveis; ferros fundidos. Análise detalhada do
diagrama ferro-carbono: estável e meta-estável. Tratamentos
térmicos dos aços. Velocidade de arrefecimento. Transformações
da austenite em perlite, bainite e martensite. Características
das transformações martensíticas. Curvas TTT
(IT) e (CT). Previsão de microestruturas. Efeito do teor
em carbono nas curvas TTT: aços eutectóides, hipo-eutectóides
e hipereutectóides. Recozimento, normalização,
têmpera, revenido, austêmpera e martêmpera. Temperabilidade.
Ensaios de Jominy.
Capítulo 10 - PROCESSAMENTO
DE MATERIAIS
Ciclo dos materiais: processos tecnológicos
de obtenção e processamento de materiais.
Capítulo 11 - OUTRAS
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
A idade dos materiais electrónicos. Propriedades
eléctricas dos materiais: condutividade e resistividade
dos metais; supercondutividade; semicondutores; propriedades dieléctricas.
Propriedades magnéticas dos materiais: fundamentos e aplicações.
Propriedades ópticas dos materiais: interacção
da luz com a matéria; absorção e emissão
de luz. Propriedades térmicas dos materiais: calor específico;
condução e expansão térmica.
Oxidação de metais: mecanismos de
oxidação. Tipos de corrosão: controlo e protecção
contra a corrosão.
|
| Bibliografia |
• W. Smith, Princípios de Ciência e Engenharia
dos Materiais, McGraw-Hill, 3ª ed., Lisboa, 1998.
• Rolf E. Hummel, “Understanding Materials Science”,
Springer-Verlag: New York, 1998.
• James F. Shackelford, “Introduction to Materials
Science for Engineers”, Prentice-Hall: New Jersey, 2000.
• Pat L. Mangonon, “The Principles of Materials Selection
for Engineering Design”, Prentice-Hall: New Jersey, 1999.
• William D. Callister, Jr., “Materials Science and
Engineering: an Introduction”, John Wiley & Sons: New York,
1994.
• Michael F. Ashby e David R. H. Jones, “Engineering
Materials”, Pergamon Press: Oxford, 1980.
• A. H. Cottrell, “Introdução à
Metalurgia”, Fundação Calouste Gulbenkian: Lisboa,
1982.
|
| Aulas |
Aulas teóricas: 4ªs. feiras
das 15 às 16 h, na Sala GA2; 5ªs. feiras das 16 às
17 h, na Sala GA1; 6ªs. feiras das 12 às13 h, na Sala
FA3.
Aulas práticas:
Turma 13101: 5ªs. feiras das 14 às 16 h, na
Sala V116.
Turma 13102: 4ªs. feiras das 13 às 15 h, na sala
V111.
Turma 13201: 2ªs. feiras das 17 às 19 h, na sala
Q4.4.
Cronograma
Semana
|
Aulas
teóricas
|
Aulas
práticas
|
1ª
30/9 a
4 /10
|
Apresentação
da disciplina.(1h)
Ciência e Tecnologia de Materiais. Tipos e principais
propriedades dos materiais. (1h)
Propriedades mecânicas dos materiais. (1h)
|
-------------------
|
2ª
7 a 11/10
|
Propriedades
mecânicas dos materiais (cont.). (3h)
|
Demonstrações
relacionadas com propriedades mecânicas dos materiais.
|
3ª
14 a 18/10
|
A
estrutura atómica da matéria condensada. (1h)
Estrutura cristalina. Análise detalhada de estruturas
cristalinas. (2h)
|
Exercícios
sobre propriedades mecânicas dos materiais.
|
4ª
21 a 25/10
|
Estrutura
cristalina. Análise detalhada de estruturas cristalinas (cont.).
(1h)
Determinação de estruturas cristalinas. (1h)
Defeitos em estruturas cristalinas. (1h)
|
Exercícios
sobre propriedades mecânicas dos materiais (cont.).
|
5ª
28 a 31/10
|
Defeitos
em estruturas cristalinas (cont.). (1h)
Materiais poliméricos. (1h)
Materiais compósitos. (1h)
|
Exercícios
sobre materiais e estrutura atómica.
Exercícios sobre redes e estruturas cristalinas.
|
6ª
4 a 8/11
|
Materiais
celulares. (1h)
Solidificação. (1h)
Difusão atómica em sólidos. (1h)
|
Exercícios
sobre redes e estruturas cristalinas (cont.).
|
7ª
11 a 15/11
|
Diagramas
de fases. Diagramas de fases de ligas binárias. (3h)
|
Exercícios
sobre redes e estruturas cristalinas (cont.).
|
8ª
18 a 22/11
|
Diagramas
ternários. (1h)
Arrefecimentos em condições de não
equilíbrio. (1h)
A idade do ferro. Ferro e Aço. Fases e microconstituintes.
(1h)
|
Exercícios
sobre materiais poliméricos e compósitos.
|
9ª
25 a 29/11
|
Aços
ligados e ferros fundidos. (2h)
Tratamentos térmicos dos aços. (1h)
|
Exercícios
sobre diagramas de fases.
|
10ª
2 a 6/12
|
Tratamentos
térmicos dos aços (cont.). (3h)
|
Demonstrações
relacionadas com a estrutura dos materiais.
|
11ª
9 a 13/12
|
Processamento
de materiais. (2h)
Degradação de materiais. (1h)
|
Exercícios
sobre diagramas de fases (cont.).
|
12ª
16 a 20/12
|
Outras
propriedades dos materiais: eléctricas, magnéticas,
ópticas e térmicas. (3h)
|
Exercícios
sobre tratamentos térmicos.
|
|
| Dúvidas |
Aulas teóricas: 3ªs. feiras das 14 às 15 h, na Sala 5.05 e 5ªs.
feiras das 17 às 18 h, na Sala 5.05
Aulas práticas:
Turma 13101: 5ªs. feiras das 12 às 13 h, na Sala
5.23.
Turma 13102: 5ªs.
feiras das 15 às 16 h, na Sala 5.05
Turma 13201: 2ªs. feiras das 12 às 13 h, na
Sala 5.23.
|
| Método de Avaliação
|
Avaliação contínua
Haverá dois Testes: um a meio
(23.Novembro.2002) e outro no final do semestre (07.Janeiro.2003).
O 1º Teste incidirá sobre
a matéria que tiver sido leccionada até à semana
anterior (15.Novembro.2002). O 2º Teste incidirá sobre
toda a restante matéria.
A entrega do 1º Teste indica que o aluno optou por
este método de avaliação.
O aluno que tiver optado por este
método de avaliação só poderá fazer o 2º Exame Final.
Para que o aluno obtenha Aprovação
na disciplina é necessário que a classificação
em cada Teste seja igual ou superior
a 9,5 valores (numa escala de 20 valores).
A Nota Final (NF) da disciplina será a média aritmética das classificações dos
Testes.
O 2º Exame Final poderá ser utilizado para melhoria de nota.
As inscrições para
os Testes poderão ser feitas no endereço abaixo indicado
(Inscrições) ou na Secretaria
do Departamento de Engenharia de Materiais (Sala 5.35 do 3º Piso do
Pavilhão de Engª Civil).
Avaliação por Exame
Final
Será feito um Exame Final.
Haverá uma data de Exame Final
em 1ª época e uma data em 2ª época.
Para que o aluno obtenha Aprovação
na disciplina é necessário que a classificação
do Exame Final seja igual ou superior a 9,5 valores (numa escala
de 20 valores).
A Nota Final (NF) da disciplina será a classificação do Exame Final.
O 2º Exame Final poderá ser utilizado para melhoria de nota.
É obrigatória a inscrição
para Exame Final. A inscrição para Exame Final poderá
ser feita no endereço abaixo indicado (Inscrições)
ou na Secretaria do Departamento de Engenharia de Materiais (Sala 5.35
do 3º Piso do Pavilhão de Engª Civil).
|
| Datas de Avaliação |
1º Teste:
23 de Novembro de 2002, 9.00 h, salas: V134, V135, V136, VA4
2º Teste: 7 de Janeiro de 2003,
14.00 h, Salão Nobre
1º Exame: 22 de Janeiro de 2003
2º Exame: 13 de Fevereiro de
2003
1º TESTE - DISTRIBUIÇÃO DE ALUNOS POR SALA
Lic. Eng. Aeroespacial: salas VA4, V134, V136
VA4.pdf, V134.pdf, V136.pdf
|
| Inscrições |
As inscrições para provas de avaliação
realizam-se neste endereço
ou na Secretaria do Departamento
de Engenharia de Materiais (Sala 5.35 do 3º Piso do Pavilhão
de Engª Civil). |
| Classificações |
Testes
| Aluno nº |
Nome |
1º Teste |
2º
Teste
|
Média
|
| 48966 |
Artur Lopes |
14,80 |
|
|
48989
|
Pedro Aleixo
|
12,45
|
|
|
48996
|
Tiago Silva
|
17,60
|
|
|
48998
|
Yoann Lage
|
12,55
|
|
|
50356
|
André Dias
|
16,85
|
|
|
50357
|
André Leite
|
14,95
|
|
|
50358
|
António Almeida
|
15,30
|
|
|
50359
|
António Santos
|
17,40
|
|
|
50360
|
Carlos Sousa
|
14,55
|
|
|
50361
|
Daniel Navalho
|
14,55
|
|
|
50364
|
Filipe Mendonça
|
16,25
|
|
|
50365
|
Iabna Miranda
|
12,00
|
|
|
50366
|
Joana Capinha
|
11,95
|
|
|
50369
|
João Lourenço
|
16,35
|
|
|
50370
|
João Silva
|
7,30
|
|
|
50371
|
José Almeida
|
12,45
|
|
|
50372
|
José Mendes
|
11,05
|
|
|
50373
|
José Gonçalves
|
11,25
|
|
|
50374
|
José Gomes
|
14,25
|
|
|
50375
|
Kishan Shirish
|
17,40
|
|
|
50376
|
Luís Oliveira
|
15,35
|
|
|
50379
|
Nelson Carvalho
|
15,00
|
|
|
50380
|
Nuno Maia
|
11,40
|
|
|
50382
|
Pedro Pastilha
|
8,40
|
|
|
50384
|
Pedro Neto
|
9,90
|
|
|
50385
|
Pedro Figueira
|
18,15
|
|
|
50386
|
Ricardo Torres
|
13,95
|
|
|
50387
|
Rui Gabriel
|
15,40
|
|
|
50389
|
Tiago Grossinho
|
14,55
|
|
|
51133
|
Diogo Cerqueira
|
13,75
|
|
|
51470
|
Rodrigo Ferreira
|
16,15
|
|
|
51509
|
João Loureiro
|
10,35
|
|
|
51689
|
Filipe Roque
|
12,15
|
|
|
51690
|
Henrique Madeira
|
7,40
|
|
|
51691
|
Sérgio Costa
|
14,30
|
|
|
51692
|
Dennis Rodrigues
|
10,10
|
|
|
51694
|
Henrique Almeida
|
14,25
|
|
|
51695
|
Mário Nogueira
|
15,30
|
|
|
51696
|
Paulo Esteves
|
13,20
|
|
|
51698
|
Frederico Larangeira
|
13,30
|
|
|
51700
|
Gael Andrade
|
16,10
|
|
|
51702
|
Pedro Pereira
|
15,55
|
|
|
51703
|
Sidónio Resendes
|
11,10
|
|
|
51704
|
Ricardo Ferreira
|
9,80
|
|
|
51707
|
Rui Barbosa
|
11,05
|
|
|
51708
|
André Serra
|
11,90
|
|
|
51709
|
Daniel Rosário
|
9,25
|
|
|
51710
|
Ricardo Lobo
|
14,50
|
|
|
51711
|
Bruno Grácio
|
12,15
|
|
|
51712
|
Marta Rodrigues
|
17,15
|
|
|
51713
|
Rui Gomes
|
11,15
|
|
|
51714
|
Marta Henriques
|
13,30
|
|
|
51716
|
Catarina Catroga
|
17,95
|
|
|
51717
|
João Boavida
|
16,50
|
|
|
51719
|
Ricardo Pereira
|
14,85
|
|
|
51720
|
David Beda
|
17,35
|
|
|
51721
|
Nuno Filipe
|
18,05
|
|
|
51722
|
Sara Rego
|
16,70
|
|
|
51725
|
Ivo Ferreira
|
14,10
|
|
|
51726
|
Horácio Moreira
|
14,90
|
|
|
51728
|
Luís Vaz
|
13,00
|
|
|
51729
|
Hernani Fernandes
|
16,50
|
|
|
51730
|
Diogo Ribeiro
|
16,75
|
|
|
51731
|
Tiago Soares
|
17,25
|
|
|
51732
|
Alice Sousa
|
17,30
|
|
|
51734
|
Vasco Pereira
|
12,60
|
|
|
51735
|
Tatiana Silva
|
15,40
|
|
|
51736
|
Tiago Reis
|
14,30
|
|
|
51737
|
Maria Lascas
|
13,60
|
|
|
52072
|
Gil Brandão
|
12,90
|
|
|
|
EXAMES
notas do 2º exame
|
