Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

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Materiais são às vezes colocados em serviço a elevadas temperaturas e expostos a tensões mecânicas estáticas (por exemplo, rotores de turbinas em engenhos a jato e geradores de vapor dágua que experimentam tensões centrífugas, e linhas de vapor de água de alta pressão). Deformação sob tais circunstâncias é denominada fluência ("creep"). Definida como deformação permanente, dependente do tempo, de materiais quando submetidos a uma carga ou tensão constante, a fluência é normalmente um fenômeno indesejável e às vezes o fator limitante na vida de uma parte. Ela é observada em todos os tipos de materiais; para metais ela só se torna importante para temperaturas maiores do que cerca de 0,4 T m ( T m = temperatura absoluta de fusão). Polímeros amorfos, que incluem plásticos e borrachas, são especialmente sensíveis à deformação por fluência como discutido na Seção 16.6. 8.13 - COMPORTAMENTO GENERALIZADO DE FLUÊNCIA Um teste típico de fluência consiste em submeter uma amostra a uma carga ou tensão constante enquanto se mantém a temperatura constante; deformação é medida e graficada como uma função do tempo decorrido. A maioria dos testes é do tipo de carga constante, que fornece informação de uma natureza de engenharia; testes de tensão constante são empregados para fornecer um melhor entendimento dos mecanismos de fluência. A Figura 8.32 é uma representação esquemática do comportamento típico de fluência de metais sob carga constante. Ao se aplicar a carga existe uma deformação instantânea, como indicada na figura, que é principalmente elástica. A resultante curva de fluência consiste de 3 regiões, cada qual tendo a sua própria característica distintiva deformação-tempo. Fluência prinmária ou transiente ocorre primeiro, tipificada por uma continuamente decrescente taxa de fluência; isto é, a inclinação da curva diminui com o tempo. Isto sugere que o material está experimentando um aumento na resistência à fluência ou endurecimento por deformação (Seção 7.10) - deformação se torna mais difícil à medida em que o material é esticado. Para a fluência secundária, às vezes denominada fluência de estado estacionário, a taxa é constante; isto é, o gráfico se torna linear. Este é às vezes o estágio de fluência que é de mais longa duração. A constância da taxa de fluência é explicada com base num balanço entre os processos competitivos de endurecimento por deformação e recuperação, recuperação (Seção 7.11) sendo o processo pelo qual um material se torna mais macio e retém sua capacidade para experimentar deformação. Finalmente, para a fluência terciária, existe uma aceleração da taxa e da falha final. Esta falha é frequentemente denominada ruptura e resulta a partir de mudanças microestrutural e/ou metalúrgicas; por exemplo, separação de contorno de grão e a formação de trincas internas, cavidades e vazios. Também para cargas de tração, um pescoço pode se formar em algum ponto dentro da região de deformação. Tudo isto conduz a um decréscimo na área da seção reta efetiva e um aumento na taxa de deformação. Para materiais metálicos a maioria dos testes de fluência são conduzidos em tensão uniaxial usando uma amostra tendo a mesma geometria que para os testes de tração (Figura 6.2). Por outro lado, testes de compressão uniaxial são mais apropriados para materiais frágeis; estes fornecem uma melhor medida das intrínsecas propriedades de fluência porquanto não exista nenhuma amplificação de tensão e propagação de trinca, tal comocom cargas de tração. Amostras
de testes compressivos são usualmente cilindros retos ou paralelepípedos tendo razões comprimento-para-diâmetro variando a partir de 2 até 4. Para a maioria dos materiais propriedades de fluênciasão virtualmente independente da direção de carregamento. Possivelmente o mais importante parâmetro a partir de um teste de fluência é a inclinação da porção secundária da curva de fluência (∆ε/∆t na Figura 8.32); esta é às vezes chamada taxa de
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MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A
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explanação dos tipos de materiais
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Assim o modelo de Bohr representa u
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Naturalmente, nem todos os estados
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os mesmos. Em grandes distâncias a
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Ligações de Dipolo Permanentes Fo
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3.5 - CÁLCULOS DE DENSIDADES Um co
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estabelecida, não seja mudada. As
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planos cristalográficos como poder
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É mais difícil correlacionar o em
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O Fenômeno da Difração Difraçã
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ocorre para amostras em pó; suas c
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Nesta expressão, N é o número to
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as valências mais comuns são +1 p
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tipos discordâncias; estas são de
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superficial descrita acima. A magni
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Alguns elementos estruturais são d
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comprimentos de onda da ordem de 0,
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assim, mais móveis. Além disto, e
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(1a) Antes da difusão, quaisquer
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D o = um pré-exponencial independe
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tamanho da amostra. Por exemplo, re
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ferro-carbono de composição eutet
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vez que estes dados são às vezes
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solubilidade entre os campos das fa
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equilíbrio θ, dentro da fase matr
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comuns de conformação. Naturalmen
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TABELA 12.4 Designações, Composi
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titânio e suas ligas, metais refra
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Atenção recente tem sido dada a l
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contatos elétricos em placas de ci
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estrutura cristalina seria similar
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PROBLEMA EXEMPLO 13.2. Cálculos de
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Figura 13.13 - Representação esqu
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A expressão estrutura de defeito
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sólido separadas por uma região b
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13.6 - FRATURA FRÁGIL DE CERÂMICA
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Módulo de Ruptura O comportamento
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uma força cizalhante aplicada. A p
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de testes de flexão transversais a
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Figura 14.5 - Técnica de prensagem
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condutividades térmicas relativame
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A técnica mais comum de conformaç
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Após a queima, um corpo é usualme
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14.11 - REFRATÁRIOS DE SÍLICA O p
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pó, usualmente contendo uma pequen
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deste material resulta de reações
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Tabela 15.2, onde R e R' representa
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substituído com um átomo de Cl. A
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Polímeros com Ligações Cruzadas
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H H H H H R H H * * * * * * * * -C-
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15.10 - CRISTALINIDADE DE POLÍMERO
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aproximadamente 10 a 20 nm de espes
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R----C-C-C-C-C-C-C-C----R (16.5) *
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Técnicas de Conformação Um basta
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onde R e R' representam átomos lat
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produzida se a camada de adesivo fo
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Para um número de combinações fi
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1. Se o acasalamento de metais diss
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Figura 18.18 Ilustração esquemát
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A tensão que produz trincas de cor
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do óxido e do metal. A razão dest
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não metálicos, já são produtos
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Esta quebra de ligação conduz tan
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O comportamento ativo-passivo pode
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Figura 19.1 - Representação esque
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Figura 19.3(a) A representação co
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elétrons de valência têm liberda
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Como mencionado anteriormente, muit
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19.9 - CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS
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e σ = n | e | (µ e + µ h ) = p |
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oro, tendo 3 elétrons de valência
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abreviado como MOSFET). (a) Transis
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poliparafenileno, “ polypyrrole
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Figura 19.27. (a) Forças (torque)
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elétrico alternado é denominada p
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Materiais piesoelétricos são util
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Materiais cerâmicos que são subme
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onde µ o é a permeabilidade de um
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ferromagnetismo; em adição, antif
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peça sólida estão mutuamente ali
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misturas de íons de 2 metais dival
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H, pode-se notar a partir da Figura
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O campo de saturação ou magnetiza
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manufatura, estas partículas são
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estado supercondutor cessa de exist
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permissividade elétrica de um vác
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energia E 2 para um estado vazio de
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valência. A energia do fóton abso
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dentro da região visível do espec
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Para polímeros intrínsecos (sem a
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Figura 22.11 Diagrama esquemático
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