Introdução à Engenharia dos Materiais

Imagem d@ Abílio Manuel Pereira da Silva [Ficheiro Local]
Abílio Manuel Pereira da Silva
Código:
18207
Ano:
1
Semestre:
S2
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
Engenharia Mecânica
Objectivos de Aprendizagem:
- Adquirir conhecimentos científicos e tecnológicos sobre as diferentes classes de materiais usadas na indústria, nomeadamente no sector da mobilidade e energia. - Compreender as propriedades, conhecer a nomenclatura e saber dar exemplos e aplicações das principais ligas metálicas, polímeros, cerâmicas e materiais compósitos com enfase para os aços, ligas leves, polímeros de engenharia e compósitos estruturais. - Compreender as razões do uso sustentável de materiais, os riscos de abastecimento, a importância da economia circular e a recuperação de recursos.
Conteúdos programáticos:
1. Introdução: Os materiais e a civilização. Revisões de química. Classes dos materiais 2. Estruturas cristalinas. Células unitárias. Imperfeições cristalinas. Solidificação e difusão. Soluções sólidas e equilíbrio de fases 3. Diagramas de fases. Reações invariantes. Diagramas: isomorfo, binário e ternário 4. Propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e sensoriais. Ensaios de caracterização 5. Classificação, nomenclatura, propriedades e aplicações dos materiais 5.1 Ligas metálicas ferrosas: aço e aço inoxidável; Não ferrosas: alumínio, cobre, titânio e zinco 5.2 Polímeros termoplásticos, termoendurecíveis, elastómeros, biopolímeros, adesivos e polímeros de alta temperatura 5.3 Cerâmica tradicional e avançada. Processamento cerâmico. Vidro e vidro cerâmico 5.4 Compósitos. Compósitos naturais, estruturais e de gradiente funcional. Análise micro e macromecânica 6. Uso sustentável de materiais e riscos de abastecimento. Materiais críticos. Economia circular e recuperação de recursos.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Semanalmente leciona-se duas horas de aulas expositivas com disponibilização dos diapositivos preparados com conteúdo didático e uma hora de aula com resolução de exercícios selecionados com grau de dificuldade crescente para a compreensão da interdependência das propriedades dos materiais da estrutura cristalina e tratamentos de melhoria. Utilização de bases de dados de propriedades de materiais e treino na aprendizagem de linguagem técnica para a compreensão das respetivas grandezas. Realização de dois trabalhos de laboratório (TLab1 e TLab2), em grupo com feitura de relatório, fomentando a aprendizagem de “saber fazer” através do contacto com diferentes materiais: metais, polímeros, cerâmicas e compósitos; Tlab1: Análise do seu comportamento elástico e elastoplástico através de ensaios estáticos. Comparação de resultados entre diferentes materiais e com a literatura. TLab2: Tomar contacto com matérias-primas e técnicas de fabrico de compósitos integrando materiais reciclados. Análi
Bibliografia principal:
Notas de aula, sebenta, fichas de exercícios e apontamentos e disponibilizados no moodle. Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay, Wendelin J. Wright, The Science and Engineering of Materials (2010), CL Engineering, ISBN: 100495296023. William F. Smith, Javad Hashemi, Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Materiais (2013) McGraw-Hill, ISBN: 9788580551143 Michael F. Ashby, Materials and the Environment. Eco-informed Material Choice (2020), Elsevier, ISBN: 9780128215210. João A. Labrincha, Rui M. Novais, Dachamir Hotza, Materiais & Sustentabilidade (2024), EngeBook, ISBN: 9789899177482. Artigos científicos escolhidos pelo docente.
Língua:
Português