Ciência e Tecnologia dos Materiais

Mestrado em Tecnologia Química
4 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 15,0 T + 30,0 TP

Docente(s)
- Isabel Maria Duarte Pinheiro Nogueira

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
A unidade curricular tem como objectivo de aprendizagem fazer com que os alunos adquiram conhecimentos sobre os diversos materiais utilizados em engenharia que lhe permitam adquirir aptidões para perceber as propriedades dos materiais e relacionar com as suas aplicações em engenharia. Por fim os alunos deveram adquirir e desenvolver competências na seleção de materiais para as aplicações industriais e tecnológicas relevantes de forma a eliminar ou reduzir fenómenos de degradação dos equipamentos como a corrosão, a fadiga mecânica, o desgaste e o atrito.

Programa
1. Introdução à Ciência e Engenharia dos Materiais: O que é a ciência e a engenharia dos materiais. Classes de Materiais. Aspectos ligados à produção, aplicação, competição e tendências na utilização dos materiais.
2. Ligação Química, Estrutura e Propriedades dos Materiais: Ligações químicas nos materiais. Estruturas cristalinas: Polimorfismo. Solidificação, defeitos cristalinos e difusão em sólidos. Soluções sólidas e equilíbrio de fases. Propriedades mecânicas, eléctricas, magnéticas e ópticas dos materiais.
3. Classificação de Materiais aplicados na Engenharia: MATERIAIS METÁLICOS: Classificação, processamento, tratamentos térmicos. Designação e classificação de diferentes tipos de aço e ligas não ferrosas. Metais nobres e refractários. MATERIAIS POLIMÉRICOS: Reacções de polimerização. Processamento de termoplásticos. Elastómeros. Deformação e reforço de plásticos. MATERIAIS CERÂMICOS: Síntese e processamento. MATERIAIS COMPÓSITOS: Tipos de matrizes (metálicas, cerâmicas e poliméricas), tipos de reforços, Estruturas (em sanduíche, laminares, fibroso e de partículas). NANOMATERIAIS: Nanopartículas, nanofibras, nanotubos, nanocompósitos. Estrutura e propriedades dos nanotubos de carbono.
4. Selecção de Materiais para Aplicação em Engenharia: Métodos para seleção de Materiais. Critérios.
5. Degradação de Materiais: Corrosão química e electroquímica de metais. Tipos de corrosão. Controlo de corrosão. Desgaste mecânico. Tipos de desgaste. Lubrificação e prevenção. Fadiga de materiais. Mecanismo. Curvas S-N. Prevenção.

Metodologia de avaliação
Elaboração de uma pequena monografia sobre um tema da
Ciência e Tecnologia dos Materiais (40% da classificação final).
Frequência ou Exame final escrito, com nota mínima de 10
valores (60% da classificação final).

Bibliografia
- Hummel, R. (2005). Understanding Materials Science. New York: Springer-Verlag
- , . e Shackelford, J. (2009). Introduction to Materials Science for Engineers. New Jersey: Prentice-Hall
- Callister, W. (2010). Materials Science and Engineering: an Introduction. New York: John Wiley & Sons
- Smith, W. (1998). Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. Lisboa: Mc. Graw-Hill

Método de interação
As aulas teóricas permitem introduzir os temas e apresentar os seus fundamentos teóricos. As aulas teórico-práticas permitem desenvolver num sentido mais prático os conceitos teóricos.
Realização de visitas de estudo a locais de interesse.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável.