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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Instituto de Química de São Carlos

Disciplinas Interdepartamentais do IQSC

Disciplina: 7500080 - Ciências dos Materiais

Materials Science

Créditos Aula:	4
Créditos Trabalho:	0
Carga Horária Total:	60 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	15/07/2024	Desativação:

Objetivos

Fornecer entendimento do comportamento e elucidação da importância da estrutura atomísitca dos materiais sobre as propriedades macroscópicas dos materiais.

Provide understanding of the behavior and elucidation of the importance of the atomistic structure of materials on the macroscopic properties of materials.

Docente(s) Responsável(eis)

996680 - Juarez Lopes Ferreira da Silva

Programa Resumido

1. Evolução histórica do estudo de materiais.
2. Estrutura cristalina de sólidos.
3. Propriedades de Materiais sólidos.

1. Historical evolution of the study of materials. 2. Crystalline structure of solids. 3. Properties of solid materials.

Programa

Programa:
1. Apresentar panorama histórico da evolução do estudo de materiais.
2. Apresentação do campo abrangente que estuda a relação entre estrutura molecular e propriedades físico-químicas.
3.  Definição de cristais e conceito de periodicidade
4. Sistemas cristalinos, apresentação das 14 redes de Bravais, vetores primitivos, células primitivas, cálculo do volume através dos vetores primitivos, conceito de supercélula.
5. Discussão do conceito de raio atômico, sítios de alta simetria, e empacotamento molecular em sólidos metálicos: discussão das redes cúbica simples, cúbica de face centrada, cúbica de corpo centrado, hexagonal.
6. Exploração da estrutura cristalina de materiais de interesse tecnológico: o papel da razão entre raios catiônicos e aniônicos em óxidos, perovskitas inorgânicas, espinélio, ligas binárias e de alta entropia.
7. Exploração de materiais de baixa dimensionalidade: materiais perovskitas híbridas de baixa dimensionalidade, materiais lamelares, nanoestruturas de van der Waals, nanoestruturas de carbono, etc.
8. Mecânicas: Deformação elástica e plástica, modulo de elasticidade, discordâncias, resistência, dureza e fratura.
9. Elétricas: Metais, semicondutores, dopantes, dopagem n- e p-type.
10. Térmicas: dilatação, condutividade, capacidade, e coeficiente de expansão térmica.
11. Magnéticas: conceitos fundamentais, magnetização, curva de histerese, anisotropia magnética, e aplicações
12. Óticas: índice de refração, adsorção de luz, dispersão, polarização, lasers.
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Programa em inglês 1. Present a historical overview of the evolution of the study of materials. 2. Introduction to the broad field that studies the relationship between molecular structure and physicochemical properties. 3. Definition of crystals and the concept of periodicity. 4. Crystal systems, presentation of the 14 Bravais lattices, primitive vectors, primitive cells, volume calculation through primitive vectors, and the concept of a supercell. 5. Discussion of the atomic radius concept, high-symmetry sites, and molecular packing in metallic solids: discussion of simple cubic, face-centered cubic, body-centered cubic, and hexagonal lattices. 6. Exploration of the crystal structure of technologically relevant materials: the role of the ratio between cationic and anionic radii in oxides, inorganic perovskites, spinel, binary alloys, and high-entropy alloys. 7. Exploration of low-dimensional materials: low-dimensional hybrid perovskite materials, lamellar materials, van der Waals nanostructures, carbon nanostructures, etc. 8. Mechanics: Elastic and plastic deformation, modulus of elasticity, dislocations, strength, hardness, and fracture. 9. Electrical properties: Metals, semiconductors, dopants, n- and p-type doping. 10. Thermal properties: Expansion, conductivity, capacity, and coefficient of thermal expansion. 11. Magnetic properties: Fundamental concepts, magnetization, hysteresis curve, magnetic anisotropy, and applications. 12. Optical properties: Refractive index, light absorption, dispersion, polarization, lasers.

Avaliação

Método

Aulas expositivas teóricas, aulas de exercícios com discussão entre os alunos.

Critério

2 provas mais avaliação complementar (lista de exercícios, resolução de problemas em sala de aula, trabalhos). Nota: 0.60 x média das provas + 0.40 x média da avaliação complementar.

Norma de Recuperação

Nota inferior a cinco e maior ou igual a três.

Bibliografia

1) Materials science and engineering: an introduction, Willian D. Calister, Jr., David G. Rethwisch, 8th edição. Wiley.
2) Materials Science, J.C. Anderson, K.D. Leaver. R.D. Raelings, J.M. Allexander. 4ª ed., Champman & Hall, 1995.
3) Introduction to Materials Science for Engeneers, J.F. Shackelford, 4ª ed. Prentice Hall, 1996.
4) The Science and Engineering of Materials, Donald R. Askeland, 3ª ed., ITP, 1994.

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