Identidade e seleção
O que diferencia a Ciência da Engenharia de Materiais?
A Engenharia projeta e seleciona materiais para funções específicas baseada na ciência.
Nome das 3 ligações primárias.
Iônica, covalente e metálica
O que é uma Célula Unitária?
É a menor unidade de repetição da rede cristalina.
O que é uma "Lacuna" na rede cristalina?
É um "buraco" ou sítio vago onde deveria haver um átomo.
Principal(is) ligação(ões) das cerâmicas.
Ligação Iônica (predominante) e Covalente.
Cinco alunos da equipe devem se dar as mãos em círculo, representando uma rede perfeita. Como vocês demonstrariam visualmente o surgimento de uma lacuna e o que acontece com as ligações ao redor?
Um aluno sai do círculo (lacuna). Os outros devem tensionar os braços para tentar fechar o espaço, demonstrando a distorção na rede (tensão) que o defeito pontual causa.
Cite 2 propriedades que costumam ser conflitantes.
Resistência vs. Ductilidade (ou Peso vs. Resistência).
Qual ligação forma o "mar de elétrons"?
Metálica
Quantos átomos inteiros existem na célula CFC?
4 átomos (8 vértices x 1/8 + 6 faces x 1/2)
Qual defeito permite que os metais sejam dúcteis?
Discordância (defeito linear).
Por que metais conduzem corrente elétrica?
Devido à nuvem de elétrons livres que transmite carga.
Quatro alunos da equipe devem representar os núcleos iônicos de um metal. Como vocês demonstrariam a liberdade dos elétrons de valência que permite a condutividade elétrica?
Os 4 alunos ficam parados (núcleos), enquanto um quinto aluno (elétron) corre livremente ao redor deles sem "pertencer" a nenhum núcleo específico.
Para que servem os Diagramas de Ashby?
Comparar propriedades de forma visual para seleção (Ex: Rigidez vs. Densidade).
Como o poço de energia explica o ponto de fusão?
Poço profundo = alta energia de ligação = alto ponto de fusão.
Onde os átomos se tocam na estrutura CCC?
Na diagonal do cubo.
Qual a diferença entre Monocristal e Policristal?
Monocristal possui apenas uma orientação; Policristal possui vários grãos.
Definição de Material Compósito.
União de dois ou mais materiais de famílias diferentes (Ex: fibra de idro com poliéster).
Utilizando as duas cores de massinha, montem em 60 segundos uma representação de um defeito do tipo impureza intersticial. Atenção: a proporção entre os tamanhos das esferas é fundamental para a pontuação
Esfera de impureza deve ter menor diâmetro, ser de outra cor e estar posicionada em um interstício.
Explique o papel das Normas Técnicas na Engenharia.
Garantir segurança, padronização e confiabilidade dos materiais.
Por que a assimetria da curva de energia gera dilatação?
O poço é assimétrico; ao vibrar (calor), a distância média aumenta.
Calcule o n.º de coordenação da estrutura CCC.
8 (cada átomo toca 8 vizinhos).
O que é um átomo de impureza "Intersticial"?
Um átomo "intruso" menor que entra nos vãos da rede.
Qual família usa ligações secundárias?
Polímeros (Van der Waals entre as cadeias).
Dois alunos representam núcleos atômicos. Como vocês demonstrariam a diferença principal entre uma Ligação Covalente e uma Ligação Metálica usando apenas uma caneta (representando o elétron)?
Na Covalente, ambos seguram a caneta ao mesmo tempo (compartilhamento). Na Metálica, eles jogam a caneta um para o outro ou para o ar (elétrons livres/deslocalizados).
Explique o Tetraedro da Ciência dos Materiais.
Processamento - Estrutura - Propriedades - Desempenho.
Por que o diamante é duro e o grafite é lubrificante?
Diamante é covalente 3D (forte); Grafite é Van der Waals entre planos (fraca).
Explique o fenômeno da Alotropia.
Mudança de estrutura cristalina com a temperatura.
Como o contorno de grão afeta a resistência mecânica?
Atua como barreira ao movimento das discordâncias; grão menor = mais forte.
Por que polímeros são leves e isolantes?
Baixo peso atômico dos elementos (C, H, O) e ligações covalentes e secundárias.
Demonstre como se calcula o FEA de uma célula cúbica.
FEA = (nº de átomos x Vátomo)/Vcélula