Materiais fundamentais para a tecnologia Laser – Parte I, Fundamentos básicos

Você certamente já ouviu falar de laser; ele está totalmente presente direta e indiretamente em nossa vida – em cirurgias, em procedimentos de estética, em produtos que consumimos que são soldados, cortados, revestidos, marcados ou tratados termicamente por meio dele, em leitores de código de barra, brinquedos, leitores de CD e DVD e etc. O laser é muito estudado por nós da engenharia de materiais no que diz respeito a parâmetros, influência do laser sobre materiais e como ele modifica suas propriedades devido ao efeito térmico, ou seja, a abordagem é mais direcionada ao processo. Mas você já parou para pensar que para produzir o laser em si também há muito estudo na nossa área? Isso porque os materiais ali aplicados são muito especiais, como veremos depois de compreender melhor o princípio básico por trás do funcionamento de um laser.

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Vídeos do Manual do Mundo que têm tudo a ver com Engenharia de Materiais

A internet está cheia de vídeos educativos sobre engenharia de materiais. Aqui no blog já falamos sobre alguns vídeos disponíveis no Ted que envolvem essa ciência e engenharia tão linda.

Quem nunca parou, olhou para um objeto qualquer e pensou como que foi feito aquilo? Hoje selecionamos alguns vídeos do Youtube do canal Manual do Mundo que explicam como as coisas são feitas, ou seja, engenharia de materiais pura!

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Design inverso – a nova abordagem para o desenvolvimento de materiais

A sociedade moderna possui metas cada vez mais dependentes de propriedades específicas de materiais. Queremos baterias cada vez mais eficientes para nossos carros e smartphones, necessitando de um material com elevada densidade de energia. Queremos matrizes energéticas mais sustentáveis, exigindo, por exemplo, materiais que sejam mais eficientes na conversão de luz solar para energia elétrica e assim por diante. Propriedades tão específicas são normalmente encontradas em apenas um seleto grupo de materiais, que muitas vezes nem sequer foram descobertos ainda. A partir do fato de que frequentemente conhecemos a necessidade, a propriedade alvo desejada, mas não o material que a possua, uma nova abordagem para a engenharia de materiais foi desenvolvida: o design inverso.

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A verdade por trás do naufrágio do Titanic

Quando fabricado, entre os anos 1911 e 1912, o Titanic era dito impossível de afundar. Uma obra-prima de engenharia na época, o navio era projetado para continuar navegando mesmo que 4 de seus 16 compartimentos estanques tivessem problemas e fossem tomados pelo mar. Após colidir com um iceberg, a embarcação, no entanto, teve 6 de seus compartimentos abertos, não pôde resistir e afundou. Teorias foram desenvolvidas para explicar o fato:  o casco do navio estava fragilizado por conta das baixas temperaturas do Atlântico norte? Um submarino alemão atacou o navio? Ou seria a parte submersa do iceberg tão imensa que o navio não pode resistir ao impacto? Após a descoberta do local em que o navio estava submerso, em 1985, diversas expedições foram enviadas ao local para realizar estudos de análise de falhas e, então, tentar obter uma resposta. Esta finalmente veio à tona em 2008, após quase um século de especulações sobre o que teria causado esse tão famoso caso de falha de engenharia.

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Nanofibras

Você sabe para que servem as nanofibras e como são produzidas? Esses filamentos poliméricos de centenas de nanômetros de diâmetro apresentam elevada proporção área de superfície por volume. Assim, esse tipo de material é usado comumente em aplicações que tirem vantagem dessa propriedade, como filtragem de ar e água, catálise de reações e produção e armazenamento energético, como em painéis solares e baterias. Além disso, são utilizadas na biomedicina, auxiliando na reconstrução de tecidos e também no transporte de medicamentos dentro de nosso corpo, na fabricação de roupas, ou também em estruturas que exijam uma elevada resistência mecânica e peso reduzido, como armaduras corporais.

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Novo filme transparente pode ajudar a indústria dos eletrônicos

Pesquisadores da University of Minnesota descobriram um filme fino de material em escala nanométrica com uma condutividade elétrica nunca vista antes nessa classe de materiais. Essa propriedade ajuda os equipamentos eletrônicos a conduzir mais eletricidade e consequentemente ficarem mais potentes.

Fonte: Youtube/TECH-TUBE
Fonte: Youtube/TECH-TUBE

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As formas de corrosão

Um estudo de 17 anos atrás da NACE (National Association of Corrosion Engineers – importante associação da área) estimou que apenas nos EUA são gastos por ano mais de 270 bilhões de dólares com corrosão. Por esse e outros motivos esse é um assunto muito importante para a engenharia de materiais.

Aqui no blog já falamos sobre porque os metais sofrem corrosão e também sobre se o alumínio tem problema com corrosão. Hoje iremos falar sobre as formas de corrosão, que nada mais é do que a classificação em relação a aparência e morfologia.

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Aços com elevada resistência ao desgaste

Um dos maiores problemas nas indústrias, independente do ramo, costuma ser o desgaste de peças e equipamentos.  Ele ocorre quando essas estruturas estão em movimento, como por exemplo em eixos, válvulas, engrenagens, matrizes e pistões. Como consequência do desgaste de materiais, grandes custos com manutenção ocorrem na indústria, tornando-se muitas vezes mais interessante economicamente investir em materiais especiais que possuam excelente resistência ao desgaste.

Um famoso exemplo de material com essa propriedade é o aço Hadfield. Trata-se de um aço-manganês austenítico que tira proveito da metaestabilidade de sua austenita para que, durante o uso, possa transformar sua microestrutura. Assim, o aço torna-se mais resistente contra a ação do desgaste à medida que ele ocorre, aumentando a durabilidade da estrutura.

Como funciona o mecanismo chave por trás desse grupo de materiais?

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A engenharia de materiais e a valorização de resíduos

No processamento de matérias-primas são gerados inúmeros resíduos, assim como no descarte do produto final, que em sua maioria é apenas descartado e não é visto como uma fonte de matéria-prima, como deveria ser. Você já parou para pensar quantas toneladas de matéria-prima não renováveis são extraídas todos os anos? E quantas toneladas de materiais descartados todos os anos? Assim perdemos uma grande fonte de materiais!

Resíduos-sólidos-Foco-da-Conferência-Nacional-de-Meio-Ambiente

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