Ciência e Engenharia dos Materiais

Código:

EM0013

Sigla:

CEM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Materiais

Ocorrência: 2012/2013 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Materiais e Processos Tecnológicos
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	208	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	5	70	133

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A Engenharia Mecânica é uma profissão multidisciplinar de largo espectro. De acordo com o documento com a Visão da ASME (American Society of Mechanical Engineers) de 2004 "To meet the demands of the 'Biotech Century", para responder às necessidades do Século da Biotecnologia, «os engenheiros mecânicos têm que optar por uma postura sinergética, de amplo espectro, na qual a metodologia da engenharia mecânica é parte de um ambiente industrial e de investigação multidisciplinar». Conhecimentos científicos básicos sobre materiais e química são cruciais para isso. E as preocupações ambientais, também.

Ajudar e promover a aprendizagem dos estudantes sobre:

- Materiais utilizados em engenharia mecânica: metais, polímeros, cerâmicos e compósitos

- Relações entre as propriedades e a composição química, as ligações químicas, a estrutura, os defeitos, o processamento e as condições de utilização.

- Sensibilizar os alunos para a selecção dos materiais e a sua relação com os problemas ambientais e industriais.

- Adquirir conhecimentos sobre os fundamentos da Química necessários para compreender fenómenos da engenharia mecânica (na termodinâmica, corrosão, reacções químicas, propriedades dos materiais, etc.).

Resultados de aprendizagem e competências

Espera-se que no final do período lectivo os estudantes tenham adquirido conhecimentos bem fundamentados em ciência e engenharia de materiais e nomeadamente que:

- Conheçam os diversos tipos de materiais utilizados em Engenharia Mecânica, suas principais propriedades e aplicações.

- Sejam capazes de saber o que são propriedades mecânicas (rigidez, ductilidade, resistência) e térmicas.

- Compreendam e relacionem os diversos factores que contribuem para a grande diversidade de propriedades que os materiais podem possuir (composição química, defeitos, ligações químicas, processamento, etc).

- Resolvam problemas simples sobre os vários capítulos do programa da unidade curricular.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Parte-se do pressuposto de que os alunos já terão conhecimentos básicos sobre a constituição dos átomos, moléculas e iões e também das relações de massas nas reacções químicas.

Programa

AULAS TEÓRICAS (1+1h/semana)

1. Introdução à Ciência e Engenharia dos Materiais.

2. Tipos de materiais usados em Engenharia Mecânica.

3. Teoria Quântica e estrutura electrónica.

4. Tabela Periódica.

5. Ligações químicas.

6. Estrutura dos materiais.

7. Defeitos dos materiais.

8. Propriedades mecânicas e térmicas dos materiais

9. Relação entre composição, processamento, estrutura, defeitos e propriedades.

10. Difusão.

11. Diagramas de equilibrio.

12. Electroquímica, corrosão e degradação dos materiais.

AULAS PRÁTICAS (2h/semana) Resolução de exercícios sobre: estrutura atómica, tabela periódica, ligações químicas, estrutura dos materiais, propriedades mecânicas dos materiais, diagramas de equilibrio e electroquímica e corrosão. Visita ao laboratório de ensaios mecânicos do DEMec. Observação de peças em diversos materiais. Demonstração e utilização de um software de seleccção de materiais - CES Edu Pack.

Bibliografia Obrigatória

William D. Callister, Jr.; Ciência e engenharia de materiais. ISBN: 978-85-216-1595-8
Teresa Pereira Duarte; Problemas propostos 2012/2013 (A disponibilizar nos conteúdos)
Lucas Filipe Martins da Silva; Comportamento mecânico dos materiais, Publindúdtria, 2012. ISBN: 978-989-723-025-7
William F. Smith e Javad Hashemi; Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais, Mc Graw Hill, 2012. ISBN: 978-85-8055-114-3

Bibliografia Complementar

Askeland, Donald R.; The science and engineering of materials. ISBN: 0-7487-4083-X
P. Schaffer, A. Saxena, S. D. Antolovich, et al.; The Science and Design of Engineering Materials, Mc Graw Hill , 1999
Davim, J. P.; Ensaios mecânicos e tecnológicos
William F. Smith; Principles of materials science and engineering. ISBN: 0-07-114717-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

2 aulas teóricas semanais de 1h (em anfiteatro) para grupos de cerca de 100 alunos 1 aula prática semanal de 2h em sala de aula/laboratório de materialografia/laboratório de ensaios tecnológicos para grupos de 24 a 26 alunos. Apresentação de conceitos e informação básica geral. Discussão dos temas apresentados. Apresentação de exemplos e casos típicos de materiais, suas aplicações e seus ciclos de vida. Demonstração da realização de ensaios de caracterização de materiais no laboratório de ensaios tecnológicos. Realização de exercícios. Realização de um trabalho e minitestes para a componente de avaliação distribuída.

Software

Ces Edu Pack 2010 - Campus-wide Evaluation Lice

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Exame	Exame	2,00	70,00	2013-07-12
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	68,00
Avaliação distribuida	Teste	28,00	30,00	2013-06-07
	Total:	-	100,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	79	2013-07-12
	Total:	79,00

Obtenção de frequência

Frequentar pelo menos 75% das aulas práticas previstas (regras em vigor da FEUP).

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota final = 70% nota do exame final + 30% média de 3 de avaliações realizadas nas aulas práticas.

Exame final - Duração máxima de 2h sem consulta. Para obtenção de aprovação a nota minima no exame deve ser de 7/20 valores.

Avaliação nas aulas práticas - Durante o semestre serão realizados 3 minitestes com a duração de cerca de 20 minutos, nas aulas práticas, e um trabalho de grupo (2 a 3 estudantes)  Serão consideradas as 3 melhores classificações obtidas para cálculo da componente distribuída da avaliação. Os estudantes deverão consultar a programação das aulas práticas para saberem as datas dessas avaliações.

Exame de recurso: Alunos ainda não aprovados - Nota do exame de recurso = 70% da Nota final Alunos já aprovados - Nota do exame de recurso = 70% da Nota final e caso pretendam melhorar a componente distribuida da classificação haverá no exame de recurso uma questão complementar.

Provas e trabalhos especiais

Não tem.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Nos casos especiais em que os estudantes estão dispensados da frequência das aulas, se quiserem podem realizar a componente distribuída da avaliação e ser avaliados como os outros. Caso não o façam a sua classificação será apenas a do exame final. Situações omissas regem-se pelas normas de avaliação em vigor na FEUP.

Melhoria de classificação

Para melhoria de classificação o estudante deve submeter-se de novo ao exame final. Caso pretenda  melhoria da componente distribuída da avaliação haverá uma questão complementar no exame de recurso.

Observações

O exame final terá uma duração máxima de 2h, sem consulta. Para obtenção de aprovação é necessária a nota mínima de 7/20 valores no exame final ou recurso.