Ciência e Tecnologia de Materiais

Código:

FIS4018

Sigla:

FIS4018

Nível:

400

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=761
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Ciência e Tecnologia de Nanomateriais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:CTN	4	Plano Oficial a partir de 2020_M:CTN	1	-	6	42	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

A unidade curricular (UC) está projetada para fornecer os conceitos fundamentais de ciência e tecnologia de materiais.

A UC tem por objetivo descrever a estrutura, as propriedades, as aplicações e o processamento de diferentes tipos de materiais, tecnologicamente relevantes. A UC tem também por objetivo proporcionar uma compreensão da relação estrutura/propriedades determinante do comportamento mecânico, elétrico, termodinâmico e magnético dos materiais.

 

Resultados de aprendizagem e competências

Após a conclusão da UC, o estudante deverá ser capaz de:

1. Aplicar conhecimentos de física e de tecnologia a sistemas de materiais.

2. Identificar os diferentes tipos de estruturas nos materiais.

3. Descrever estruturas cristalinas e identificar fases por difração de raios-X.

4. Descrever imperfeições nos sólidos e seu efeito sobre o comportamento dos materiais.

5. Interpretar diagramas de fase, compreender o conceito de solução sólida e limites de solubilidade e também a conceção e o controlo de tratamentos térmicos.

6. Explicar a difusão nos sólidos e entender a importância do tratamento térmico para a melhoria das suas propriedades.

7. Explicar as propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e magnéticas de materiais.

8. Caraterizar as aplicações e o processamento de ligas metálicas.

9. Caraterizar a relação processamento/estrutura/propriedade e eficiência de diferentes tipos de materiais.

10. Resolver problemas de engenharia na área de ciência de materiais.

Modo de trabalho

B-learning

Programa

1. Introdução à ciência e tecnologia dos materiais

2. Revisão sobre a estrutura atómica e ligação interatómica

3. A estrutura dos sólidos cristalinos

4. Imperfeições em sólidos

5. Difusão

6. Propriedades mecânicas dos metais

7. Deslocações e mecanismos de endurecimento

8. Diagramas e transformações de fase

9. Aplicações e processamento de ligas metálicas

10. Estrutura, propriedades, aplicações e processamento de cerâmicas e polímeros

11. Propriedades elétricas, térmicas e magnéticas dos materiais

Bibliografia Obrigatória

W.D. Callister, Jr. and D.G. Rethwisch; Material Science and Engineering, John Wiley & Sons (Asia), 2014
Richard Tilley, John ; Crystals and crystal structures, Wiley & Sons, Inc, West Sussex, UK, 2006
W. Smith and J. Hashemi; Foundations of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill, 2011
Stephen Elliot; The Physics and Chemistry of Solids, John Willey & Sons, 1998
Charles Kittel; Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons, New York, 7ed., 1996
Teresa M. Seixas; Course Notes in Science and Technology of Materials, 2016

Bibliografia Complementar

PTR Prentice Hall, New Jersey; Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Robert Lee, 1991
Hobart Willard et al; Instrumental Methods of Analysis, Wadsworth Publ. Co., Belmont, 1988
S.J.B. Reed; Electron microprobe analysis, 2nd ed. Cambridge Univer. Press, Cambridge, 1993
L.Feldman and J.Mayer; Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis, Elsevier Science Publishing Co., Inc., New York, 1986
M. Ohring; The Materials Science of Thin Films, Academic Press, San Diego, 1992
John E. Mahan; Physical Vapor Deposition of Thin Films, John Wiley & Sons, Inc, New York, USA, 2000

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

B-LEARNING.

A apresentação da matéria é realizada nas aulas teóricas (T). As aulas expositivas, com Power Points, enquadram o processo de aprendizagem tendo por base exemplos concretos de processos de ciência e tecnologia de materiais. Expostos os tópicos teóricos, estes exemplos são analisados e discutidos entre os estudantes, em aula e com orientação do docente, após o que é concretizada uma análise formal numérica, onde são aplicados os modelos físicos aprendidos. Este processo visa o desenvolvimento da capacidade de análise de novas situações que envolvam a compreensão de processos de ciência e tecnologia de materiais e, consequentemente, a modelização numérica, no âmbito dos tópicos de física abordados.

Nas aulas teórico-práticas (TP) são efetuadas resoluções e discussões de problemas de consolidação da matéria dada.

Conjuntos de questões/problemas serão disponibilizados na plataforma Moodle_UP. Os estudantes devem resolver as(os) questões/problemas, individualmente, enviar a resolução dentro do prazo estipulado e realizar uma apresentação para discussão do seu conteúdo. As questões/problemas estão enquadradas no programa da unidade curricular.

Escrita de um relatório individual, baseada em pesquisa bibliográfica e, tendo como tema, um dos tópicos do programa da unidade curricular ou afim. A escrita do relatório tem como objetivo a aplicação de conhecimentos adquiridos, a revisão crítica e sumária de trabalhos científicos atuais, publicados em revistas científicas de elevado impacto.

Em complemento às aulas teóricas (T) e teórico-práticas (TP), de natureza presencial, serão disponibilizados conteúdos didáticos na Plataforma Moodle da UP.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho escrito	35,00
Exame	35,00
Trabalho prático ou de projeto	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	10,00
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho de investigação	30,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Segundo o regulamento vigente na FCUP.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final da unidade curricular (CF), arredondada às unidades, é expressa numa escala numérica de 0 a 20 valores e é calculada por:

CF = 35%E + 35%TE + 30%PA_A

CF: Classificação final

E: nota do Exame final

TE: nota do Trabalho Escrito

PA_A: nota das Questões/Problemas_Avaliação + Apresentação

Para aprovação final na unidade curricular, o estudante deve obter uma classificação final mínima de 10 valores.

Nota final entre 0 e 20 valores.

Melhoria de classificação

De acordo com o “Regulamento de Avaliação do Aproveitamento dos Estudantes da FCUP”.

Por exame.

O estudante só pode efetuar melhoria à nota de exame final (E - ver Fórmula de cálculo da classificação final).

Observações

Eventuais omissões e/ou dúvidas quanto à presente ficha serão esclarecidas pelo regente da unidade curricular.

Ao júri reserva-se o direito de chamar qualquer estudante para a prestação de uma prova adicional escrita e/ou oral.