Revestimentos e Tratamentos de Superfícies

Código:

M.EMAT016

Sigla:

RTS

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
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	22	Plano de estudos oficial	2	-	6	45,5	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

Procura dar-se aos alunos uma noção bastante ecléctica das alternativas mais significativas de tratamentos de superfície e de revestimentos disponíveis. Pretende-se que, a par do conhecimento das várias tecnologias, os alunos possam conceptualizar em termos científicos os fenómenos que decorrem durante esses processos de tratamento de superfície, com base nos conhecimentos já adquiridos nas anteriores disciplinas de "Electroquímica" e de "Degradação de Materiais". Pretende-se que, no final da disciplina, o aluno seja capaz de procurar as alternativas mais adequadas a cada caso de aplicação de revestimento, e a fazer uma leitura crítica, quer em termos técnicos e tecnológicos, quer em termos económicos, dessas opções.

Conhecimento e compreensão
Os estudantes deveriam ser capazes quando concluído o estudo desta U.C. de identificar , interpretar e reproduzir corretamente questões relacionadas com os temas apreendidos na U.C., devendo ser capazes de manipular ferramentas relativas a conhecimentos de base em matérias como a física, química em particular electroquímica e ciência de materiais que lhes permitam dar opiniões fundamentadas sobre os conhecimentos adquiridos.

Análise de Engenharia
Os estudantes devem ser capazes de lidar com problemas e sistemas medianamente complexos nas áreas cobertas pelas matérias versadas nesta U.C.
Devem também ser capazes de estabelecer uma hierarquia de eventos adequada num processo que envolva tratamentos de superfície e demonstrar abertura de espírito em relação à inovação neste domínio, encontrando soluções baseadas nos conhecimentos adquiridos na respetiva capacidade de busca na literatura especializada e na capacidade de adaptar conceitos a circunstâncias específicas.

Prática de Engenharia
Os estudantes devem ser capazes de adaptar ferramentas próprias a problemas específicos mesmo envolvendo algum grau de novidade, baseados numa perspetiva de engenharia para a procura de soluções tecnológicas adequadas.
Assim os estudantes devem ser capazes de demonstrar alguma capacidade de liderança na resolução de problemas neste domínio e propor soluções que tenham em consideração quer riscos técnicos ou de outra natureza, bem como relações de custo/ benefício.
Os estudantes devem ser capazes de ter uma perspetiva dirigida às necessidade do Mercado, tendo em co0nsideração as soluções alternativas que considerem a viabilidade quer técnica, quer financeira quer de marketing e devem ser capazes de defender as suas propostas e pontos de vista diante de audiências.


Capacidades transferíveis
Os estudantes devem ser capazes de ler e falar de forma razoavelmente fluente e compreensívekl em Inglês, de modo a que possam aceder à bibliografia técnica e estar preparados para concorrer no mercado global quer em termos de oportunidade de emprego,quer em termos de oportunidade de negócio para as empresas onde eventualmente venham a desempenhar funções.

Resultados de aprendizagem e competências

Os estudantes devem ficar capazes de analisar questões relacionadas com revestimentos e tratamento de superfície e de aplicar os conhecimentos ao nível industrial, com a reserva naturalmente das questões de escala. Deverão igualmente ficar com capacidade de decidir sobre material para revestimento e método de o aplicar , no sentido de poderem propor soluções para a indústria.

Modo de trabalho

Presencial

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

Química ; Electroquímica

Programa

1 - Introdução
- revisão de conceitos de electroquímica e de corrosão
- objectivos da aplicação de revestimentos e tratamentos de superfície
- inumeração das técnicas e respectivas aplicações típicas
2 - A preparação de superfícies prévia aos vários tratamentos
- Desbaste e polimento físico de superfícies. Polimento electrolítico
- Limpeza de superfícies, remoção de partículas depositadas sobre um substrato; Técnicas disponíveis
- Desengorduramento e remoção de substâncias fisicamente adsorvidas na superfície; desengorduramento por imersão em soluções alcalinas a quente e desengorduramento catódico. Efeito detergente e tensoactivo de imulsionantes. Desengorduramento em fase gasosa e limpeza por ultra-sons
- Decapagem ácida e remoção de partículas de óxido ou de substâncias quimicamente adsorvidas. Decapagem física por jacto de partículas abrasivas.
3 - Electrodeposição
- Tecnologia e controlo do processo. Características dos ânodos, Preparação da superfície, Sistemas de electrodeposição. Lei de Faraday para a electrodeposição. Cálculos de velocidade e tempo de deposição. Deposição de Cobre, Níquel e Crómio. Deposição de sistemas complexos (ligas metálicas). Eficiência catódica e anódica.
- Propriedades e aplicações dos depósitos
- Electrodeposição de ligas e de compósitos
- Depósitos multicamada
4 - Anodização
- procedimentos para o polimento mecânico, polimento electrolítico, decapagem ácida
- tipos de anodização e tipos de filmes obtidos. Variáveis que controlam o processo de construção do filme anódico(solução, pH, T, t, V, I, cátodos, viscosidade do electrólito
- coloração e colmatação, sistemas alternativos. Anodização A.C., aplicações e ameaças.
5 - Tratamentos de passivação e conversão e revestimentos temporários
- cromatização
- fosfatização
- oxidação negra
- revestimentos temporários
6 - Imersão a quente
- preparação da superfície e fluxagem
- revestimento contínuo e descontínuo
- diagramas de equilíbrio das ligas obtidas. Propriedades e aplicações
7 - Revestimentos não-metálicos
- Pintura e lacagem
Sistemas de pintura
Classificação das tintas em função dos substratos
Requisitos de desempenho de uma tinta
- Electroforese
- Termolacagem
- Esmaltagem
8 - Revestimentos por Métodos Físicos
- Revestimentos por difusão
- Revestimentos por PVD e CVD, respectivas variantes
- processos de CVD; características do processo e características dos equipamentos; cinética do processo de deposição - casos de depósitos de TiN, TiC, Al2O3,DLC
- processos de PVD; sputtering, sputtering reactivo, deposição iónica (ion plating)

Bibliografia Obrigatória

Tratamentos de passivação e conversão e revestimentos temporários -, N
D.R. Gabe ; Introduction to metal surface treatments and protection, N

Bibliografia Complementar

Luís Rocha ; Estudo experimental de Revestimentos de Zn e de Zn + 5% Al obtidos por imersão a quente, N

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Nas aulas teóricas são abordados os temas propostos. É feita no início de cada aula uma curta revisão dos conceitos anteriormente versados e de relevo para o assunto em análise. Por hábito, e porque a dimensão habitual das turmas teóricas o permite, é solicitada, a intervenção dos alunos, como forma de manter vivo o seu interesse e a sua atenção, e também de modo a que possam de forma gradual interiorizar os conceitos fundamentais da disciplina. Nas aulas práticas há realização de trabalhos práticos em grupos. No final de cada trabalho, os alunos submeterão um relatório, que será apresentado publicamente, e discutido.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	75,00
Trabalho laboratorial	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	96,50
Frequência das aulas	32,50
Trabalho laboratorial	13,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	5,00
Elaboração de relatório/dissertação/tese	15,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

presença a 75% das aulas práticas 

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final resulta da combinação da classificação dos 2 testes (exame), com um peso de 75%, e do trabalho prático, com um peso de 25%.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Trabalho de estágio/projeto

não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame final

Melhoria de classificação

os estudantes podem melhorar as suas classificações se realizarem o exame de recurso. Neste caso podem optar por substituir um só dos minitestes ou ambos (2).A melhor classificação é a que vigorará no final.

Observações

A subdivisão das matérias em avaliação por 2 minitestes sem exame revela-se uma opção de grande oportunidade,já que é claro o envolvimento crescente dos alunos nesta U.C., com consequentes melhores resultados e mais ativa participação. A componente experimental é também um fator de grande atratividade dos alunos que os motiva e produz bons resultadosd que se refletem positivamente nessa componente de avaliação.