Introdução à Ciência dos Materiais e Processos de Fabrico

Cód.: EME13012L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Engenharia Mecânica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês

Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

O estudante deverá compreender as características e propriedades dos diferentes materiais utilizados em engenharia: metais, cerâmicos, polímeros e compósitos, bem como estabelecer a relação entre essas propriedades e a composição química, as ligações químicas, a estrutura atómica, os defeitos, o processo de fabrico e as condições de utilização.
Pretende-se também sensibilizar o estudante para o processo de seleção de materiais, utilizando uma abordagem sistemática de otimização das suas propriedades, do ponto de vista de resistência, rigidez, ou resiliência do componente.
O estudante deverá desenvolver o pensamento crítico necessário para refletir sobre qual o melhor material e correspondente processo de fabrico para cada aplicação.

Conteúdos Programáticos

1. Revisões de Química. Estrutura atómica e ligações entre átomos.
2. A estrutura de materiais cristalinos. Imperfeições em materiais sólidos.
3. Difusão.
4. Propriedades mecânicas dos metais. Rotura.
5. Ensaios mecânicos.
6. Diagramas de fase.
7. Fabrico de componentes em metal.
8. Estrutura e propriedades de materiais cerâmicos.
9. Fabrico de componentes em material cerâmico.
10. Estruturas poliméricas.
11. Fabrico de componentes em material polimérico.
12. Materiais compósitos.
13. Propriedades elétricas, térmicas e magnéticas dos materiais.

Métodos de Ensino

Nas aulas teóricas serão apresentados e discutidos os conceitos fundamentais dos conteúdos programáticos com recurso a apresentações em Powerpoint e vídeos.
As aulas teórico-práticas irão incluir sumários e exercícios e estão orientadas para a aplicação prática dos conceitos fundamentais apresentados durante as aulas teóricas. Nestas aulas, serão realizadas visitas às oficinas da Universidade e Centro de Formação Profissional local de modo a permitir aos estudantes um contacto direto com os principais métodos de ensaio de materiais e processos de fabrico.

Avaliação

A avaliação poderá ser feita em regime contínuo ou por exame. No caso de avaliação contínua, a classificação final será calculada pela seguinte fórmula:

Classificação final: NF = 0.4*(NF1+NF2)+0.2*NT

Onde:
NF1: Primeira Frequência
NF2: Segunda Frequência
NT: Trabalho temático com relatório

No caso de avaliação por exame, a classificação final será a melhor nota obtida durante a época de exame:

Classificação final: NF = Max(EN,ER)

Onde:
EN: Exame de época normal
ER: Exame de recurso

Bibliografia

[1] Callister Jr., William D.; Materials Science and Engineering. An Introduction, 10th Edition, John Wiley & Sons, 2018.
[2] Smith, William F.; Foundations of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill, 2006.
[3] Ashby, Michael et al.; Materials - engineering, science, processing, and design, Butterworth-Heinemann, 2018.
[4] González-Viñas, W. and Mancini, H.L.. An Introduction to Materials Science. Princeton University Press, 2004.
[5] Dieter, George E.; Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill, 1988.
[6] ASM Metals Handbook. ASM International, 1998.