Técnicas Caracterização de Materiais

Código:

EMM0019

Sigla:

TCMA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2012/2013 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Metalurgia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEMM	35	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Justificação A análise e a caracterização de materiais é uma área importante que permite a seleção adequada do material baseado no desempenho do sistema em estudo assim como para o desenvolvimento de novos materiais. Dependendo das solicitações a que o material ou o sistema será submetido, a caracterização poderá abranger a avaliação de propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas, óticas, químicas ou térmicas. A inclusão desta unidade no MIEMM aprofunda os conhecimentos do estudante neste tema, com ênfase nas técnicas desenvolvidas recentemente, embora permitindo também o conhecimento das técnicas mais convencionais com que irão ter oportunidade de trabalhar noutras unidades curriculares do MIEMM. Objetivos É objetivo desta unidade curricular disponibilizar conceitos sobre as várias formas de caracterização de materiais, a nível morfológico, estrutural e químico. São abordadas várias técnicas de caracterização dos materiais, desde as mais convencionais até às mais recentes, de modo a permitir aos alunos o conhecimento de diversas técnicas disponíveis de forma a poderem no futuro hierarquizar opções de caracterização de materiais face às necessidades e meios de que disponham.

Resultados de aprendizagem e competências

- Adquirir conhecimentos dos conceitos básicos das várias técnicas de caracterização
- Adquirir competências de hierarquizar opções de caracterização face às necessidades e meios de que disponham.
- Selecionar, pesquisar e apresentar uma técnica avançada de caracterização de materiais que poderá ser aplicada a situações reais de estudo de casos.
- Trabalhar em grupo e adquirir maior competência em estratégias de comunicação (escrita e oral)

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Técnicas de caracterização de materiais: 1.Microscopia Óptica (M.O.) - Constituição do microscópio óptico de transmissão e de reflexão. 2.Microscopia Electrónica de Transmissão (T.E.M.) - Conceitos básicos de T.E.M. Constituição do equipamento básico. As fontes de electrões. O sistema de vácuo. Lentes magnéticas. Formas de observação e registo. Preparação de amostras: réplicas e seu contraste. Lâminas finas de materiais condutores. Ion-milling. Ultra microtomia. 3.Difracção de Raios X (XRD) - Os raios X. Os espectros contínuo e característico. Limites de absorção. Filtros. Princípio da difracção e sua aplicação a materiais cristalinos. Tipos de câmaras. Difractómetro e interpretação dos espectros. Difracção de electrões em TEM. 4.Microscopia Electrónica de Varrimento (S.E.M.) - Princípios básicos do S.E.M., a versatilidade dos equipamentos e tipos de sinais recolhidos. Técnicas de recobrimento de amostras não condutoras. Instrumentação utilizada em microscopia electrónica de varrimento e microanálise por raios X: - Sistemas de vácuo; - Geração de feixes de electrões. Canhões de electrões e sistema óptico; - Sistemas de detecção e análise: - Detectores de electrões secundários e detectores de electrões rectrodifundidos; Espectrómetros de raios X utilizados em microanálise: espectrómetro de dispersão de energias (EDS) e espectrómetro de dispersão de comprimentos de onda (WDS). 5.Microanálise de Raios-X (EDS/WDS) - Princípio da microanálise de raios X por dispersão de energia e de comprimentos de onda da radiação característica das amostras. Zona de proveniência da informação. Limites da técnica. Elementos detectáveis e rigor de análise. A Microssonda Electrónica e os equipamentos acessórios ao S.E.M. 6.Análise quantitativa de Imagem - Princípios e aplicações. 7.Espectroscopia de Electrões Auger (AES/SAM) - O princípio da produção de electrões Auger. A importância da análise de superfícies. Limites de resolução elementar espacial e de profundidade. Informações obtidas dos espectros. Aplicações típicas. 8.Espectroscopia de foto-electrões de Raios X (XPS) - Princípio de funcionamento. O espectrómetro. Domínio de aplicação. Comparação com AES. 9.Espectroscopia de Massa de iões secundários (SIMS) - Princípio de funcionamento. SIMS estático e SIMS dinâmico. Exemplos de aplicação. 10.Microscopia de Efeito de Túnel e de Força Atómica (STM/AFM) - Princípios gerais de funcionamento das duas técnicas e aplicações. 11.Espectroscopia FTIR - Conceitos básicos e casos de aplicação.

Bibliografia Obrigatória

Brundle, C. R.; Evans, Charles A.; Wilson, Shaun; Encyclopedia of materials characterization: surfaces, interfaces, thin films.. ISBN: 0750691689 (ebook)
A. R. Clarke, C. N. Eberhardt; Microscopy techniques for materials science. ISBN: 159124613X (ebook)
David B. Williams; C. Barry Carter; Transmission electron microscopy: A textbook for materials science.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teórico-práticas dividem-se em sessões teóricas de exposição da matéria, com discussão permanente com a audiência, e análise de situações reais de estudo de casos, bem como em sessões de demonstração, através de visitas de estudo a Laboratórios, bem como na demonstração laboratorial de métodos instrumentais de análise.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais
Ciências Tecnológicas > Engenharia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Monografia	Defesa pública de dissertação, de relatório de projeto ou estágio, ou de tese	46,00	20,00
Exame	Exame	2,00	32,00
Testes	Teste	4,00	48,00
	Total:	-	100,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Aulas	Frequência das aulas	56
	Total:	56,00

Obtenção de frequência

Nas aulas é aplicado o regime de faltas em vigor na FEUP. É atribuída frequência aos alunos que, não tendo excedido o limite de faltas, obtenham classificação positiva na monografia que terão de elaborar e apresentar no final do semestre.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota final = 20% da nota da monografia + 80 % (testes: 60 % e Exame: 40%) 

Para os alunos com frequência a unidade curricular a nota final é calculada sendo 20% a monografia e 80% o exame final.

É exigida a classificação mínima de 9,5 valores na monografia bem como no exame.

 

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos abrangidos pelo ponto 4 do Artigo 3º das Normas Gerais de Avaliação serão avaliados de uma forma idêntica à dos alunos normais, em datas previamente acordadas.

Melhoria de classificação

Os alunos podem efectuar melhoria de classificação do exame, mediante inscrição nos prazos fixados, e consistirá na realização de uma prova escrita sem consulta, com uma duração máxima de 2h.

Observações

As aulas serão em Inglês desde que a disciplina seja frequentada por alunos que não dominem o Português. A bibliografia está dispersa por várias fontes cobrindo as diferentes técnicas sendo entregue aos alunos na 1ª aula.