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

Escola de Engenharia de São Carlos

Engenharia de Materiais

Disciplina: SMM0300 - Ciência e Engenharia dos Materiais

Materials Science and Engineering

Créditos Aula:	3
Créditos Trabalho:	0
Carga Horária Total:	45 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	15/07/2024	Desativação:

Objetivos

Ao final do curso o aluno deverá ter adquirido as seguintes competências específicas (C):
C1: Capacidade de compreender a importância dos materiais na engenharia, bem como as relações entre propriedades, microestrutura, processamento e aplicações. Isso inclui a capacidade de analisar e
selecionar materiais adequados para aplicações específicas e básicas.
C2: Conhecer a estrutura básica dos materiais, incluindo ligações atômicas, arranjos cristalinos, planos e direções cristalográficas, fator de empacotamento atômico e densidade atômica. Capacidade de aplicar esse conhecimento para entender as propriedades e o comportamento básico dos materiais.
C3: Capacidade de selecionar materiais apropriados com base em suas propriedades e requisitos de aplicação. Ter noções de processamento de materiais, especialmente no que diz respeito a metais, cerâmicas, polímeros e compósitos. Isso inclui a compreensão básica de processos
de fabricação e fabricação de peças. Para alcançar as competências (C) listadas acima, o aluno deverá
desenvolver as seguintes habilidades (H):
H1: Avaliar as propriedades necessárias básicas dos materiais com base nos requisitos da aplicação.
H2: Identificar as relações básicas entre a estrutura dos materiais e suas propriedades.
H3: Selecionar materiais apropriados para aplicações com base em critérios básicos de desempenho como resistência mecânica, dureza, tenacidade e condutividade térmica ou elétrica.
H4: Identificar e descrever os diferentes tipos de ligações químicas em materiais.
H5: Reconhecer a estrutura cristalina fundamental de diferentes materiais e suas características.
H6: Aplicar conceitos de densidade e empacotamento atômico para compreender propriedades básicas dos materiais.
H7: Compreender os fundamentos básicos dos processos de fabricação comuns para metais, cerâmicas, polímeros e compósitos.

At the end of the course, the student should have acquired the following specific competences (C): C1: Ability to understand the importance of materials in engineering, as well as the relationships between properties, microstructure, processing, and applications. This includes the ability to analyze and select materials suitable for specific and basic applications. C2: Knowledge of the basic structure of materials, including atomic bonds, crystal arrangements, crystallographic planes and directions, atomic packing factor, and atomic density. Ability to apply this knowledge to understand the basic properties and behavior of materials. C3: Ability to select appropriate materials based on their properties and application requirements. Get a basic understanding of materials processing, especially with regard to metals, ceramics, polymers, and composites. This includes a basic understanding of manufacturing processes and the production of parts. To achieve the competences (C) listed above, the student must develop the following skills (H): H1: Assess the basic material properties needed based on application requirements. H2: Identify the basic relationships between the structure of materials and their properties. H3: Select appropriate materials for applications based on fundamental performance criteria such as mechanical strength, hardness, toughness, and thermal or electrical conductivity. H4: Identify and describe different types of chemical bonds in materials. H5: Recognize the fundamental crystal structure of different materials and their characteristics. H6: Apply concepts of density and atomic packing to understand basic material properties. H7: Understand the basic fundamentals of common manufacturing processes for metals, ceramics, polymers, and composites.

Docente(s) Responsável(eis)

	5347354 - Marcelo Falcão de Oliveira
	4854772 - Vera Lúcia Arantes

Programa Resumido

Importância do curso de Engenharia de Materiais e Manufatura. História dos materiais. Visão geral dos materiais metálicos, cerâmicos, poliméricos e compósitos. Introdução à estrutura da matéria. Introdução aos materiais metálicos, cerâmicos, poliméricos, e compósitos. Propriedades dos materiais. Relação entre propriedades, microestrutura, processamento e aplicações. Princípios de processamento dos materiais.

Importance of the Materials and Manufacturing Engineering Course. History of Materials. Overview of Metallic, Ceramic, Polymeric, and Composite Materials. Introduction to the Structure of Matter. Introduction to Metallic, Ceramic, Polymeric, and Composite Materials. Material Properties. Relationship between Properties, Microstructure, Processing, and Applications. Principles of Materials Processing.

Programa

Importância do curso de Engenharia de Materiais e Manufatura. História dos materiais. Visão geral dos Materiais. Relação entre propriedades, microestrutura, processamento e aplicações. Introdução à estrutura da matéria: Ligações atômicas, moléculas, arranjos, planos e direções cristalográficos. Fator de empacotamento atômico, densidade atômica. Classes de materiais. Difusão: conceitos, mecanismos e processos. Introdução aos materiais metálicos: Estrutura, alotropia, microestrutura, grãos, conceitos de solução sólida e defeitos cristalinos. Noções de processamento de metais. Conceitos de propriedades mecânicas: noções sobre os ensaios de tração, impacto e dureza. Introdução aos materiais cerâmicos: Estrutura. Classes de cerâmicos. Princípios de processamento de cerâmicas. Propriedades notáveis das cerâmicas e aplicações. Introdução aos materiais poliméricos: Estrutura e tipos. Distribuição de peso molecular. Cristalinidade. Orientação molecular. Noções de processamento. Propriedades notáveis dos polímeros e aplicações. Introdução aos materiais compostos: Tipos de reforços e matrizes. Princípios de processamento, propriedades e aplicações. Conceitos de propriedades mecânicas dos materiais. Conceitos de propriedades térmicas dos materiais. Conceitos de propriedades elétricas dos materiais.

Importance of the Materials and Manufacturing Engineering Course. History of Materials. Overview of Materials. Relationship between Properties, Microstructure, Processing, and Applications. Introduction to the Structure of Matter: Atomic Bonds, Molecules, Arrangements, Crystallographic Planes and Directions. Atomic Packing Factor, Atomic Density. Classes of Materials. Diffusion: Concepts, Mechanisms, and Processes. Introduction to Metallic Materials: Structure, Allotropy, Microstructure, Grains, Solid Solution Concepts, and Crystal Defects. Basics of Metal Processing. Concepts of Mechanical Properties: Introduction to Tensile, Impact, and Hardness Tests. Introduction to Ceramic Materials: Structure. Classes of Ceramics. Principles of Ceramics Processing. Notable Properties of Ceramics and Applications. Introduction to Polymeric Materials: Structure and Types. Molecular Weight Distribution. Crystallinity. Molecular Orientation. Basics of Polymer Processing. Notable Properties of Polymers and Applications. Introduction to Composite Materials: Types of Reinforcements and Matrices. Principles of Processing, Properties, and Applications. Concepts of Mechanical Properties of Materials. Concepts of Thermal Properties of Materials. Concepts of Electrical Properties of Materials.

Avaliação

Método

AVALIAÇÃO: Participação nas aulas expositivas teóricas. Pesquisas na Internet e na literatura. Participação em atividades técnicas. Desenvolvimento das atividades propostas nas aulas teóricas. Solução dos problemas propostos nas listas. Solução de problemas escritos e orais. Elaboração de textos. MÉTODO: Cada habilidade (H) será avaliada baseada em metodologias ativas como segue: H1: Estudos de caso nos quais os alunos devem identificar e justificar a escolha de materiais com base em requisitos específicos da aplicação. H2: Exercícios escritos que abordam questões teóricas sobre a relação entre estrutura e propriedades de materiais. H3: Exercícios nos quais os alunos analisam resultados de testes básicos de materiais para avaliar propriedades específicas. H4: Questionários que avaliam o conhecimento dos alunos sobre ligações químicas em materiais. H5: Modelagem molecular em que os alunos constroem modelos tridimensionais de estruturas cristalinas usando softwares ou modelos físicos. H6: Exercícios de cálculo nos quais os alunos determinam a densidade e o empacotamento atômico de materiais com base em dados fornecidos. H7: Pesquisa na literatura ou na intenet em que os alunos investigam processos de fabricação específicos.

Critério

Média ponderada maior ou igual a 5,0 (cinco) das notas das provas escritas e de relatórios.

Norma de Recuperação

Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina; 1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue: d) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS); e) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS) f) MF = MS se MR < 5. 2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.

Bibliografia

BIBLIOGRAFIA:

Callister, Jr., W.D. "Ciência e engenharia de materiais: uma introdução". 7.ed. New York, John Wiley, 2008.
Shakelford, J.F. "Introduction to materials science for engineers". 4.ed. New Jersey: Macmillan Publishing Company, 1996.
Smith, W.F. "Princípios de ciência e engenharia de materiais". 3.ed. McGraw- Hill, 2000.
Askeland, D.R., Phulé, P.P., "Ciência e Engenharia dos Materiais". Cengage Learning, 2008.
Ralls, K.M., Courtney, T.H., Wulff, J. "Introduction to materials science and engineering". John Wiley, 1976. 
Van Vlack, L.H., Principios de Ciência e Tecnologia dos Materiais, 4a Ed. Elsevier, 1984.
Guy, A.G. Ciência dos Materiais. São Paulo. EDUSP, 1976.
Chung, D.D.L “Applied materials science – applications of engineering materials in structural, electronics, thermal and other industries. CRC Press, 2001.

COMPLEMENTARES:
Billmeyer Jr., F.W. "Textbook of Polymer Science, 3rd Edition", Wiley-Interscience, New York, 1984.
Ashby, M.F., Jones, D.R.H. Engineering Materials. Oxford.Butterworth
Heinemann, Volumes I e II, 1996.
Ashby, M.F., Shercliff, H., Cebon, D. “Materials: engineering, science, processing and design”. Butterworth-Heinemann, 2007.
Canevarolo Jr. S.V. "Ciência dos polímeros", Artliber Editora, 2006.
Barsoum, M.W. "Fundamentals of Ceramics", McGrawHill, 2003.
Reed, J. S. "Principles of ceramic processing", Wiley, 1995.
Chiaverini, V. "Aços e ferros fundidos", Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais, 2005.
Rodrigues, J.A., Leiva, D.R. (Orgs) “Engenharia de Materiais pata Todos”, EdUFSCar, 2010.
Coutinho, C.B. "Materiais metálicos para engenharia", Editora Fundação Christiano Ottoni, 1992.

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