Estrutura Curricular

Materiais para engenharia – metais, cerâmicas, polímeros e compósitos. Ligações químicas. Estrutura atômica dos Materiais e correlação com as suas propriedades. Defeitos cristalinos. Diagrama de fases. Propriedades mecânicas. Propriedades elétricas. Propriedades térmicas. Propriedades ópticas. Propriedades magnéticas.

Ciência e aplicação de Materiais Metálicos, Cerâmicos, Poliméricos e Compósitos como Biomateriais; Polímeros Biodegradáveis; Modificações em superfícies de Biomateriais; Conceitos de Citologia e Histologia Aplicadas a Biomateriais; Processo inflamatório relacionado com a presença de Biomateriais, teste in vitro; cultura de células; testes in vivo de biomateriais e histotecnia; Biomateriais para aplicações cardiovasculares, oftalmologia, odontologia; Biocompatibilidade, bioatividade e engenharia de tecidos.

Estrutura- Cristais Cerâmicos. Defeitos. Superfícies interfaces e contorno de grão. Propriedades, térmicas, elétricas, dielétricas, magnéticas, mecânicas e óticas.

Corrosão dos Metais. Princípios de corrosão. Formas de corrosão. Mecanismos de corrosão. Revestimentos resistentes à corrosão. Ensaios de corrosão.

Sistemas unitários. Sistemas binários isomorfos. Sistemas eutéticos e eutetóides binários. Sistemas monotéticos. Sistemas monotetóides. Sistemas metatéticos. Transformações congruentes. Sistemas peritéticos, peritetóides e sintéticos binários. Sistemas ternários isomorfo. Equilíbrio ternário de três fases. Resfriamento em equilíbrio. Transformações congruentes em sistemas ternários. Sistemas ternários complexos.

Fundamentos: Definição de falha em um componente estrutural; Razões para a falha de uma estrutura; Processo de falha; Fratura; Funções da análise de falhas; Procedimento investigativo. Tipos de Falhas em Serviço: Fratura de Corpos-de-prova ensaiados em tração; principais tipos de fratura monotônica: dúctil, semi frágil, frágil, Intergranular. Fratura por Fadiga. Fratura por Fluência. Técnicas de análise. Exemplos de Análise de Falha.

Estrutura Cristalina. Difração de Ondas e Rede Recíproca. Teórica Ligação Cristalina; Fônons I: Vibrações Cristalinas; Fônons II: Propriedades Térmicas. Gás de Fermi de Elétrons Livres. Bandas de Energia. Propriedades Térmicas de Sólidos Isolantes. Semicondutores. Supercondutores.

Introdução à ciência e engenharia de polímeros: estrutura de polímeros, massa molar e distribuição, transições de fase em polímeros, propriedades de polímeros. Propriedades termofísicas de polímeros: propriedades volumétricas, propriedades calorimétricas, temperaturas de transição, propriedades coesivas e solubilidade, propriedades interfaciais. Propriedades físicas de polímeros: propriedades óticas, elétricas, magnéticas e mecânicas. Propriedades de transporte em polímeros: propriedades reológicas de polímeros fundidos e soluções poliméricas, transporte de energia térmica, propriedades que determinam transferência de massa, cristalização e recristalização. Propriedades que determinam estabilidade química e degradação de polímeros: propriedades termoquímicas, decomposição térmica, degradação química. Propriedades de polímero em um conceito integral: revisão das propriedades intrínsecas de polímeros, propriedades do processamento, propriedades do produto (comportamento mecânico e estabilidade).

Processos de fundição; processos típicos; etapas do processo de fundição; seleção do processo; comparação entre processos noções sobre a teoria da solidificação; estrutura do lingote; defeitos de solidificação; fundição contínua. Estrutura de Solidificação e Propriedades; Outras Aplicações da Solidificação; Nucleação e Crescimento; Redistribuição de Soluto; Refino por Fusão Zonal; Transferência de Calor na Solidificação; Solidificação de Ligas Monofásicas; Solidificação de Ligas Polifásicas; Macroestruturas de Solidificação; Fluxo de Líquido, Segregação e Defeitos.

Reologia, reometria e viscoelasticidade; Comportamentos de fluxo; Reômetros rotacionais, de extrusão, viscosímetros capilares, de queda de esfera (Höppler); Comportamento viscoelástico; Ensaios de Relaxação de tensão e de Fluência; Ensaios oscilatórios; Princípio de superposição tempo-temperatura. A equação WLF, Regra de Cox-Merz; Instrumentos comerciais; Tópicos específicos: Magnetoreologia, Eletroreologia, Reologia de pastas frescas de materiais cimentícios; Análise de casos.

Introdução aos materiais compósitos, efeito do volume de fibra e presença de vazios nas propriedades mecânicas dos materiais compósitos e suas relações com processos. Princípios fundamentais sobre processamento de compósitos de matriz polimérica, moldagem por transferência de resina, moldagem por transferência de resina assistida à vácuo, moldagem fora de autoclave, moldagem em autoclave, moldagem por compressão, enrolamento filamentar, processos automatizados. Processamento de compósitos C/C (carbono/carbono), matriz cerâmica e de matriz metálica. Métodos para otimização e avaliação qualitativa do processamento.

Estrutura dos materiais metálicos. Solidificação. Mecanismo de endurecimento. Sistemas ferrosos e não ferrosos. Tratamentos térmicos. Tratamentos de superfície. Propriedades e aplicações.

Evolução dos conceitos científicos. A pesquisa: selecionando, catalogando e recuperando informações. Comunicação da pesquisa: estrutura, forma e conteúdo dos trabalhos acadêmicos, dissertações e teses Uniformização redacional. Normatização. Webometria e Informetria. Indicadores de produção para produtividade científica. Indicadores de citação. Estrutura de artigo fundamentado em análise bibliométrica.

Surgimento da nanotecnologia. Efeitos da redução de tamanho sobre as propriedades físico-químicas. Métodos de síntese bottom-up e top-down. Técnicas de caracterização de nanomateriais. Radiação de corpo negro. Efeito fotoelétrico. Dualidade onda-partícula. Ondas de matéria. Princípio da incerteza de Heisenberg. Equação de Schrödinger. Nanopartículas metálicas (0D). Nanocristais semicondutores (0D). Nanocristais de perovskita (0D). Nanomateriais de carbono (0D, 1D, 2D). Nanomateriais 1D: Nanofios – Grafeno e Nanomateriais 2D – Materiais Metamateriais. Aplicações em biomedicina: Plataformas para terapia de câncer e biossensores. Aplicações em fotonica: Células solares, lasers, LEDs.

Produção e conformação de pós. Conformação sólida. Conformação líquida. Conformação plástica. Secagem de corpos cerâmicos. Sinterização. Variáveis críticas no controle do processamento. Novos processos de conformação. Acabamentos superficiais. Técnicas de caracterização aplicadas a materiais cerâmicos.

Classificação dos processos de fabricação. Processos de conformação plástica: laminação, extrusão, trefilação, forjamento, estampagem e usinagem. Processos metalúrgicos de fabricação: fundição, soldagem e metalurgia do pó. Processamentos termomecânicos dos metais.

Introdução aos polímeros: breve histórico, definições, classificação, estrutura. Síntese de polímeros: poliadicação via radicais livres, iônica e coordenação, policondensação, copolimerização, técnicas de polimerização. Estrutura e propriedades dos polímeros: massa molar e sua distribuição, métodos de determinação de massa molar. Degradação em sistemas poliméricos. Estado vítreo e borrachoso: estados físicos e transições, determinação experimental da Tg, fatores estruturais que afetam a Tg, teoria do volume livre. Cristalinidade dos polímeros: estrutura química e sua influência sobre as propriedades, orientação molecular e seus efeitos nas propriedades, fatores que afetam a cristalinidade, métodos para determinar cristalinidade em polímeros, cinética de cristalização. Polímeros para aplicações eletrônicas e ópticas. Propriedades mecânicas de polímeros: viscoelasticidade dos polímeros, elasticidade da borracha, mecanismos de deformação plástica e de fratura, ensaios mecânicos. Misturas poliméricas. Principais processos de transformação de polímeros: processamento de termoplásticos, extrusão, injeção, calandragem, vulcanização de borrachas, processos de moldagem de termofixos.

Medidas de resistividade elétrica, espectroscopia de impedância, espectroscopia UV-vis, espectroscopia do infravermelho, espectroscopia por absorção atômica, espalhamento Raman. Absorção óptica e espalhamento de luz em materiais. Labview e a automação de experimentos.

Introdução às propriedades mecânicas e térmicas de materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos. Principais técnicas de caracterização das propriedades mecânicas (dureza, tração, compressão, flexão, torção, fadiga, impacto, fluência). Principais técnicas de caracterização das propriedades térmicas (termogravimetria, DTA, DSC, dilatometria, ensaios dinâmicos).

Técnicas de caracterização estrutural e morfológica. Difração de raios-X, Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Transmissão.

O conteúdo varia conforme a concentração do curso, dependendo dos interesses dos professores e pós-graduandos.

O conteúdo varia conforme a concentração do curso, dependendo dos interesses dos professores e pós-graduandos.

O conteúdo varia conforme a concentração do curso, dependendo dos interesses dos professores e pós-graduandos.

O conteúdo varia conforme a concentração do curso, dependendo dos interesses dos professores e pós-graduandos.

O conteúdo varia conforme a concentração do curso, dependendo dos interesses dos professores e pós-graduandos.

Definição do estado vítreo, abordagem cinética, abordagem estrutural, Famílias de vidros, Propriedades térmicas, estruturais e ópticas, Cinética de nucleação e crescimento, Aplicações em fibras ópticas, Materiais fotossensíveis, Telecomunicações, armazenamento de dados, fotônica.