Materiais para a Indústria da Mobilidade

Código:

M.EMAT019

Sigla:

MIM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EMAT	14	Plano de estudos oficial	2	-	6	39	162

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

Esta UC visa a aquisição de conhecimentos sobre diferentes tipos de materiais de modo a permitir a sua seleção otimizada para diferentes aplicações na indústria da mobilidade.

Pretende-se transmitir aos estudantes conhecimentos básicos e avançados de Engenharia na área dos principais materiais utilizados nesse ramo da indústria, nomeadamente:

- ligas leves, super ligas e aços de ultra-alta resistência utilizados no fabrico de componentes estruturais, seu processamento e propriedades;

- polímeros e compósitos de matriz polimérica, suas propriedades e influência de parâmetros de fabrico nessas propriedades;

- materiais para dispositivos de produção de energia por vias alternativas à dos combustíveis fósseis e respetivo armazenamento.

Resultados de aprendizagem e competências

Com esta unidade curricular, pretende-se que os estudantes adquiram as seguintes competências:

- capacidade de realizar diferentes tipos de trabalhos para recolher dados, interpretá-los e relacioná-los com os diferentes temas abordados;

- análise de pequenos casos de estudo, envolvendo os temas lecionados, nomeadamente a seleção de materiais e respetivos processos de transformação;

- capacidade para recolha de informação científica, recorrendo a diversas fontes (livros, artigos científicos, bases de dados e internet) para idealizar sistemas para um problema específico.

Modo de trabalho

Presencial

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

São pré-requisitos da unidade curricular conhecimentos de Seleção de Materiais, e Estrutura e Propriedades dos Materiais.

Programa

Materiais metálicos

Ligas leves utilizadas no fabrico de componentes para a indústria da mobilidade:
ligas de alumínio, magnésio e titânio.

Ligas para utilização a altas temperaturas: superligas e aluminetos de titânio.

Ligas metálicas e compósitos com matriz metálica para a ferrovia. Espumas metálicas e materiais celulares.

Simulação de propriedades de materiais compósitos: painéis com estruturas sandwich e laminados multicamada.

Aços de ultra-alta resistência e mecanismos de endurecimento.

Materiais de matriz polimérica

Polímeros e compósitos de matriz polimérica aplicados na indústria da mobilidade: propriedades e influência dos processos de transformação nas propriedades. Avaliação do ciclo de vida.

Casos de estudo. Polímeros e compósitos multifuncionais.

Materiais para armazenamento de energia

Princípios físicos do funcionamento de condensadores e ultra-condensadores, células de combustível e baterias.

Materiais para dispositivos de armazenamento de energia: eletrólitos de estado sólido.

Análise de diferentes arquiteturas de baterias de estado sólido.

Bibliografia Obrigatória

Jason Rowe; Advanced materials in automotive engineering. ISBN: 978-0-85709-546-6(Ebook)
Cantor, B., Assender, H., Grant, P.; Aerospace materials, CRC Press, 2015
Brooks, C. R.; Principles of the heat treatment of plain carbon and low alloy steels, ASM International, 2010
Ashby, M. F.; Materials selection in mechanical design, Amsterdam: Butterworth-Heinemann, 2017
Gay, D.; Composite materials: design and applications, Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis, 2015
Crawford, R. J.; Plastics engineering, Amsterdam: Elsevier-Butterworth Heinemann, 2005
Bagotsky, V. S., Skundin, A. M., & Volfkovich, Y. M.; Electrochemical power sources: batteries, fuel cells, and supercapacitors, Hoboken (N.J.): J. Wiley & Sons, Inc, 2015
Beard, K. W., Reddy, T. B., & Linden, D.; Linden’s handbook of batteries, New York: McGraw-Hill, 2019
Mallick, P. K.; Materials, Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles, Mallick, P. K., 2020. ISBN: 978-0-12-818712-8 (https://doi.org/10.1016/C2018-0-04153-5)

Observações Bibliográficas

Como complemento à bibliografia indicada, serão colocados nos conteúdos da UC um conjunto de apresentações elaboradas pelos docentes.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas consistem essencialmente na exposição oral dos conceitos fundamentais sobre os diferentes temas do programa, com recurso à projeção de slides.

Sobre os diferentes temas são apresentados casos práticos, estimulando a participação e a crítica dos estudantes, o que se traduzirá numa aprendizagem pró-ativa.

Proceder-se-á ainda à realização de exercícios de seleção de materiais, recorrendo ao software Granta Edupack e à ferramente Sinthesizer para simular propriedades de materiais compósitos sob a forma de painéis sandwich e multicamada.  Nesse sentido, os estudantes efetuarão uma pesquisa sobre os materiais abordados, com foco no seu processamento e propriedades.

Tipo de avaliação: distribuída (3 testes escritos).

Software

Granta Edupack

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	123,00
Frequência das aulas	39,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Não aplicável

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação final: 100% da avaliação distribuída (média dos 3 testes escritos obrigatórios).

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação de casos especiais compreende a realização de um exame escrito sem consulta.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pressupõe a inscrição na época de recurso.