OPropriedades físico-químicasA definição de um material refere-se aos seus atributos inerentes exibidos sob ações físicas e químicas, que determinam as suas características essenciais.desempenho do processo(ou desempenho tecnológico) refere-se à capacidade de um material adaptar-se a vários métodos de processamento e fabrico, influenciando directamente a fabricabilidade e o custo dos produtos.
As propriedades físicoquímicas são inerentes ao próprio material e independentes do processamento.Propriedades físicasePropriedades químicas.
Estes refletem a resposta do material às ações físicas (por exemplo, força, calor, luz, eletricidade, magnetismo) e servem como uma base fundamental para a seleção de materiais.
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Propriedades térmicas: Características relacionadas com as alterações de temperatura
- Ponto de fusão/Ponto de solidificação: A temperatura a que um material passa de sólido para líquido (ou vice-versa).que define o intervalo de temperatura para o seu trabalho a quente.
- Conductividade térmicaO cobre possui uma elevada condutividade térmica (~401 W/ ((m·K)) e é adequado para componentes de dissipação de calor.O algodão de isolamento térmico tem baixa condutividade térmica e é utilizado para isolamento térmico.
- Coeficiente de expansão térmica: A taxa de alteração dimensional de um material com a temperatura. Por exemplo, os coeficientes de expansão térmica do vidro e do metal devem corresponder para evitar rachaduras durante a embalagem.
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Propriedades elétricas: Resposta do material à corrente elétrica
- Resistividade: mede a condutividade do material (baixa resistividade para condutores como o cobre; alta resistividade para isolantes como a borracha; resistividade intermédia para semicondutores como o silício).
- Constante dielétrica: Caracteriza a capacidade do material para armazenar energia elétrica, utilizada para a selecção de condensadores e materiais isolantes (por exemplo,cerâmicas têm uma constante dielétrica elevada e são adequadas para condensadores de alta frequência).
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Propriedades ópticas: A interação entre o material e a luz
- Transmissão luminosa: Proporção de luz transmitida através do material (por exemplo, o vidro tem uma transmissão > 80% para janelas; as películas de plástico têm uma transmissão ajustável para estufas agrícolas).
- Refletividade/absorção: Os espelhos têm uma elevada reflectância, enquanto os revestimentos dos painéis solares têm uma elevada absorção para melhorar a eficiência da conversão fotoelétrica.
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Propriedades magnéticas: A resposta do material aos campos magnéticos
- Tipos magnéticos: Classificados como ferromagnéticos (por exemplo, ferro, níquel, atraídos por ímãs), paramagnéticos (por exemplo, alumínio, fraco atraído) e diamagnéticos (por exemplo, cobre, fraco repelente),utilizados em motores e dispositivos de armazenamento magnético.
Estes refletem a estabilidade do material em ambientes químicos, ou seja, a sua capacidade de resistir à corrosão, oxidação e reações químicas.
- Resistência à corrosão: Capacidade do material para resistir à erosão por meios químicos, tais como ácidos, álcalis e soluções de sal (por exemplo, o aço inoxidável resiste à corrosão atmosférica;ligas de titânio resistem à corrosão da água do mar e são utilizadas em componentes de navios).
- Resistência à oxidação: Capacidade do material de resistir à reação com oxigénio a altas temperaturas ou a temperaturas ambiente (por exemplo, as superligações resistem à oxidação nos motores para evitar a ruptura da superfície).
- Estabilidade química: A característica do material é não reagir com substâncias em contacto (por exemplo, o politetrafluoroetileno, conhecido como "resistente a todos os produtos químicos", é utilizado como revestimento para tubulações químicas).
O desempenho do processo refere-se à capacidade de um material de se adaptar aos processos de fabrico." e é uma consideração fundamental para a selecção de materiais na produção industrial.
Os dois interagem e determinam conjuntamente os cenários de aplicação do material:
- As propriedades físico-químicas definem o limite superior do desempenho do processoPor exemplo, os materiais com um ponto de fusão elevado (por exemplo, o tungsténio, ponto de fusão 3422°C) são difíceis de fundir (requerem temperaturas extremamente elevadas) e só podem ser transformados através da metalurgia em pó;materiais frágeis (eO processo de deformação é muito fraco e só pode ser formado por sinterização.
- O desempenho do processo afeta a realização de propriedades físico-químicasPor exemplo, o tratamento térmico pode alterar a estrutura interna de um material, ajustando assim as suas propriedades mecânicas (por exemplo, o aço apresenta maior dureza e resistência,com uma plasticidade ligeiramente reduzida, após a amortecimento e o temperamento); a taxa de arrefecimento durante a fundição afeta o tamanho do grão das peças fundidas, o que por sua vez altera a sua resistência à tração e à corrosão.
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