Questões de Concurso sobre Área: Materiais

Para monitorar a qualidade e controlar as taxas de corrosão em metais, devem-se estabelecer métodos específicos para a medição das taxas de corrosão de dispositivos metálicos. Assinale os métodos que podem ser utilizados para estes ensaios e ser considerados como ensaios não destrutivos.

Com o aumento do tempo de vida média, também aumentaram as necessidades de se desenvolverem biomateriais para implantes de fêmur, dentes, etc, que dão melhor qualidade de vida. Os implantes metálicos são mais bem sucedidos quando o metal é revestido com hidroxiapatitas, material idêntico ao osso. Dentre os compostos listados a seguir, assinale aquele que é a hidroxiapatita.

A determinação e análise de materiais cristalinos pode ser possível com a utilização da técnica de difração de raios-X, por meio da determinação dos raios difratados por planos atômicos e da Lei de Bragg: nλ = 2d_hkl senθ (um dos principais parâmetros para a análise é a determinação da distância interplanar dhkl e o ângulo de difração 2θ). Considerando um material de estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, com parâmetro de rede de 0,30 nm, ordem de reflexão 1, e supondo ainda que foi utilizada radiação monocromática com comprimento de onda de 0,15 nm, calcule: (1) a distância interplanar e (2) o ângulo de difração para o conjunto de planos (200).

Alguns materiais cerâmicos são classificados em famílias segundo sua composição básica. Tem-se a cerâmica AX, em que 1 cátion e 1 ânion com a mesma carga se combinam, cuja família é representada pelo NaCl; a composição quando há mais de 1 cátion e a carga do cátion e do ânion são diferentes A_mB_nX_p, cujas composições são representadas por BaTiO₃ ou MgAlO₃. Considerando os compostos representantes das famílias, as designações para essas classes cerâmicas são, respectivamente:

Um compósito formado por 40% em volume de fibras de vidro contínuas e alinhadas (E_f = 70 GPa) e 60% em volume de resina poliéster que na temperatura ambiente tem E_m = 3,5 GPa. Para aplicação deste compósito, é preciso determinar o módulo de elasticidade na direção longitudinal (1) e transversal ao alinhamento das fibras (2). O valor de (1) e (2), respectivamente, são:

Atualmente, existe uma grande preocupação com a deposição de resíduos sólidos no meio ambiente, especialmente os de difícil decomposição como os polímeros. No entanto, dependendo de sua composição química e estrutura, estes podem ter diferentes destinos. Os lineares obtidos por adição de monômeros que amolecem quando aquecidos, endurecem após resfriamento e voltam a amolecer quando reaquecidos são recicláveis. Os obtidos a partir de monômeros polifuncionais que geram cadeias ramificadas, os quais se tornam permanentemente rígidos quando aquecidos e resfriados, não podem voltar à linha de produção e sofrer o mesmo processamento. Existem também polímeros com ligações químicas mais susceptíveis à quebra que se decompõem mais rapidamente na natureza. Essas três classes de polímeros são conhecidas respectivamente como:

O processo de produção do alumínio metálico envolve extração e purificação da bauxita, obtenção do óxido de alumínio e sua transformação em alumínio metálico envolvendo alto consumo de energia elétrica e emissão de CO2. Em contrapartida, o processo de reciclagem do alumínio é bem estabelecido pela indústria, pois traz redução de custos e benefícios ao meio ambiente. Assinale sequência das principais etapas de processamento da reciclagem.

Em uma barra de Aço A-36 (2,0 m de comprimento (z), 100 mm de largura (x) e 50 mm de espessura (y)) foi aplicada uma força de tração axial de 100 kN.

O módulo de elasticidade deste aço é E_A-36 = 200 GPa e o Coeficiente de Poisson, v_A-36 = 0,4.

Considerando que ocorre somente deformação elástica, obtenha as variações no comprimento e nas dimensões da área da seção transversal desta barra.

Os pós cerâmicos ou metálicos podem ser conformados mecanicamente utilizando uma matriz rígida, por aplicação de uma pressão unidirecional, por meio de punções rígidas. Esse processo é utilizado para conformar peças de espessura pequena e geometria simples. Para moldar peças com formas complexas, utiliza-se outro tipo de prensagem na qual a compactação do pó se dá no interior de um molde flexível, sobre o qual atua um fluido pressurizado distribuindo homogeneamente a pressão sobre a superfície do molde. Esses 2 processos de prensagem são conhecidos, respectivamente, por:

Para a determinação de uma pilha de ddp para a oxirredução de metais, foi realizada uma série de experimentos, dos quais foram tiradas as seguintes conclusões: – o metal Zinco (Zn) reagiu em solução aquosa diluída de HCl;

– o metal Estanho (Sn) reagiu com solução aquosa de HCl;

– o metal Estanho (Sn) não reagiu com a solução aquosa de íons Zn²⁺;

– o metal Prata (Ag) não reagiu com a solução de HCl.

Com base nessas conclusões, determine: (i) dentre os metais citados, quais devem ser utilizados para formar a pilha com maior ddp, e (ii) as reações no catodo e (iii) no anodo da pilha.

A alumina (Al₂O₃), de alta pureza, é obtida pela oxidação do metal alumínio puro. Esta alumina atua como isolante elétrico e tem alta resistência a temperaturas até 1 500 °C, permitindo a sua utilização na construção de velas de automóveis. Para a obtenção do metal, é utilizado o mineral bauxita (alumina impura) que é digerido permitindo a produção do metal e sua purificação em células eletrolíticas do tipo Hall-Heroult, em uma reação da alumina fundida na presença de criolita (3NaF.AlF3). Este processo é não espontâneo e necessita de temperaturas elevadas para ocorrer. Baseado nessas informações, identifique quais as reações que ocorrem (I) no catodo e (II) no anodo, e (III) a reação global na célula eletrolítica.

Uma característica necessária para que um polímero tenha comportamento elastomérico é que a estrutura molecular possua certa porcentagem de ligações cruzadas. O processo de formação de ligações cruzadas nos elastômeros é conhecido por vulcanização, e as propriedades dos elastômeros estão diretamente ligadas ao grau de vulcanização e a aditivos adicionados. Alguns elastômeros como o copolímero estireno-butadieno, o poli-isopreno natural, o cloropreno e o polissiloxano são conhecidos, comercial e respectivamente, por:

Um dos meios de transporte coletivo mais usado é o metrô. Os trilhos usados para o deslocamento dos trens estão sujeitos a tensões e podem sofrer fadiga, portanto devem ser inspecionados especialmente quanto à presença de defeitos e falhas não visíveis. Porém, esta inspeção não pode danificar nem exigir qualquer alteração nos trilhos. Portanto, é usado um teste não destrutivo à base de

Os materiais sólidos são agrupados em 3 classificações básicas de acordo com a composição química e a estrutura atômica. Segundo este critério, a maioria dos materiais se encaixa em um ou outro destes grupos.