Introdução. Estrutura dos materiais. Medição das propriedades mecânicas. Metais. Polímeros. Cerâmicas e materiais à base de carbono. Compósitos. Materiais ópticos e eletrônicos. Biomateriais e materiais biológicos.

Conceitos Fundamentais da Termodinâmica. A 1a Lei da Termodinâmica. A 2a Lei da Termodinâmica. Interpretação Estatística da Entropia. Funções Auxiliares. Termoquímica - 3a Lei da Termodinâmica. Equilíbrio de Fases. Comportamento de Gases.

Conjuntos. Conjuntos numéricos. Noções de geometria analítica. Relações. Funções. Trigonometria. Derivada. Integral indefinida. Integral definida. Equações diferenciais ordinárias. Equações diferenciais parciais.

Estrutura atômica. Ligações interatômicas. Estados da matéria. Estruturas cristalinas. Direções e planos cristalográficos. Índices de Miller. Sólidos cristalinos, moleculares e amorfos. Imperfeições nos sólidos cristalinos. Microestruturas. Difusão. Propriedades dos materiais. Mecanismos que alteram a resistência e a microestrutura. Fratura. Fadiga. Fluência. Diagrama de fases. Transformações no estado sólido. Materiais metálicos. Materiais cerâmicos. Materiais poliméricos. Materiais compósitos. Corrosão e degradação dos materiais.

Elasticidade. Teorias da plasticidade. Aspectos mecânicos da fratura. Cristais perfeitos e defeitos. Aspectos geométricos de discordância. Aspectos mecânicos de discordância. Interações e fontes de discordância. Defeitos de superfícies.

Geração, absorção e detecção de raios X. Cristalografia. Rede recíproca. Grupos de ponto e grupos espaciais. Difração de raios X. Métodos de difração de raios X. Difratômetros de raios X. Aplicações da difração de raios X. Análise de textura. Figuras de pólo direta e inversa. Refinamento de Rietveld. Análise de tensões.

Diagrama de fases. Difusão. Interfaces. Transformações difusionais. Recuperação, recristalização e crescimento de grão. Transformações adifusionais.

Introdução aos Ensaios dos Materiais. Ensaio de Tração. Ensaio de compressão. Ensaio de Dureza. Ensaio de Torção. Ensaio de Flexão. Ensaio de Fluência. Ensaio de Fadiga. Ensaio de Impacto. Ensaio de Tenacidade à Fratura. Ensaios de Fabricação. Ensaios Não destrutivos.

Ensaios mecânicos. Difração de raios X. Técnicas de microscopia. Espectroscopia.

Leis da termodinâmica. Equilíbrio em sistemas de 1 componente. Termoquímica. Espontaneidade de reações. Misturas de gases e de componentes em solução condensada. Diagramas energia livre vs composição. Equilíbrio de reações entre fases condensadas puras e gasosas. Equilíbrio de reações em sistemas contendo componentes em solução condensada.

Apresentação, para os alunos e para o corpo docente, de palestras relacionadas a temas diversos.

Ministrar aulas de exercícios, para reforço e recuperação de assuntos das disciplinas. Participar como monitor em aulas práticas em laboratórios. Colaborar na preparação de aulas. Ajudar os alunos de graduação e coorientar os trabalhos de Projeto de Fim de Curso e Iniciação à Pesquisa.

Resolução e correção de listas de exercícios. Atendimento regular aos alunos para sanar dúvidas na respectiva disciplina e assistência ao professor em laboratório didático, de acordo com o plano de estudo de monitoria, com supervisão do seu orientador de pós-graduação.

Fase preliminar da pesquisa de mestrado, para elaboração e redação de sua proposta de dissertação.

Fase preliminar da pesquisa de doutorado, para elaboração e redação de sua proposta de tese.

Demonstração da capacidade de pesquisa do aluno de doutorado para tornar-se candidato ao doutorado, realizada por meio do Exame de Qualificação.

Desenvolvimento da dissertação de mestrado.

Desenvolvimento da tese de doutorado.

Desenvolvimento do trabalho de pesquisa sob a supervisão do orientador.

Classificação dos biomateriais. Propriedades físicas e mecânicas dos biomateriais. Biomateriais metálicos: corrosão dos implantes e componentes metálicos. Falhas dos implantes. Biocerâmicos. Biopolímeros. Adesivos. Revestimentos dos implantes. Materiais dentários. Corrosão das ligas dentárias. Atrito e desgastes dos materiais dentários. Interação das células com as superfícies. Implantes dentários: osseointegração, tipos e fabricação. Ligas com efeito memória de forma. Normas sobre biomateriais.

Conceitos fundamentais. Classificação. Polimerização. Estrutura e propriedades. Processamento. Técnicas de caracterização. Comportamento mecânico dos polímeros.

Deformação dinâmica e ondas. Ondas elásticas. Ondas plásticas. Ondas de choque. Balística terminal.

Mecanismo de aumento de resistência. Efeito de subestrutura e interfaces internas. Endurecimento por precipitação e dispersão. Reforçamento por fibras. Mecanismo de fadiga e fratura. Fluência dos metais.

Estudo dirigido da base teórica: estrutura cristalina e difração, fenômeno de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) em microscopia eletrônica de varredura, fatores que influenciam na formação do padrão de EBSD (instrumentais e de preparação de amostras) e análises de resultados. Desenvolvimento prático de preparação de amostras para a técnica de EBSD. Desenvolvimento prático de operação do MEV para análise de EBSD e pós-análise de resultados.

Osseointegração. Qualidade óssea. Biocompatibilidade, resposta tecidual e interface do implante. Precisão dimensional dos implantes. Formas dos implantes comerciais. Limpeza e esterilização dos implantes. Interação das células com as superfícies de titânio. União implante-organismo. Superfícies dos implantes. Fatores de riscos. Biomecânica. Complicações e análise de falhas. Simulação pelo método de elementos finitos. Carga imediata. Próteses implanto-suportadas. 

Introdução. Aspectos gerais dos compósitos reforçados com fibras. Fibras naturais lignocelulósicas - FNLs. As diferentes FNLs. Propriedades e microestrutura das FNLs. Modificações da superfície das FNLs. Processamento e arranjos das FNLs. Compósitos poliméricos reforçados com FNLs - CFNLs. Propriedades dos CFNLs. Aplicações dos CFNLs.

O ferro e as soluções sólidas intersticiais. O endurecimento do ferro e dos aços. Cinética da transformação da austenita. Efeito dos elementos de liga nas ligas ferro-carbono. Formação da martensita. Transformação bainítica. Tratamento térmico dos aços. Revenido da martensita. Tratamentos termomecânicos dos aços. Fragilização dos aços.

Tecnologia de vácuo. Deposição de filmes finos a vácuo. Nucleação e crescimento de filmes. Substratos. Impressão de desenhos em filmes finos. Fenômenos de transporte elétrico. Medidas de resistividade. Efeito Hall.

Descrição das partes componentes do MEV. Alinhamentos básicos. Metodologia para obtenção de boas imagens. Controle das principais variáveis: voltagem, spot size, distância de trabalho. Operação em baixo vácuo. Introdução ao EDS. Manutenção básica. Troca de filamento.

Interação elétron-matéria. Detectores de elétrons. Microscópio eletrônico de varredura (MEV). EDS. EBSD. Baixo vácuo/MEV ambiental. Fotoluminescência. Microscópio eletrônico de transmissão. Difração de elétrons. Imagem de campo claro e campo escuro. Linhas de Kikuchi. EELS. Aplicações em microeletrônica.

Noções de estatística para realizar planejamento de experimentos. Testes de hipóteses. Experimentos ao acaso e em blocos com efeitos fixos e aleatórios. Experimentos fatoriais. Análise de dados. Métodos de Otimização em Planejamento de Experimentos. Condições de validade da aplicação da teoria estatística aos dados. Estudo de casos.

Apresentação e discussão das características essenciais e importância da publicação de trabalhos científicos. Conceitos de comunicação e redação científica. Identificação dos diferentes tipos de impacto das publicações. O que são os periódicos científicos, o Fator de Impacto e o Qualis. Regras explícitas e implícitas dos periódicos, linhas editoriais, seu desenvolvimento e filosofia. Reconhecimento dos padrões, perfis e regras específicas dos periódicos de maior impacto na área de interesse do aluno. As citações, o DOI, os tipos de artigos (originais, notas técnicas, comunicações rápidas e tipos de artigos de revisão), outras formas de divulgação, como capítulos de livro e artigos de divulgação científica, e as formas distintas de escrevê-los com rigor científico de acordo com a filosofia de cada periódico. Autoria do artigo e da pesquisa, agradecimentos, autores principais e as formas de abreviar os nomes dos autores. Seleção de palavras-chave, os resumos mais eficientes e os tipos de referência que devem ser inseridos em cada parte do texto. Escrevendo a introdução e o experimental. Itens mais recentes, como highlights, resumo gráfico e em vídeo, materiais suplementares usuais e uso de programas como LaTeX, Mendeley e EndNote. Passos detalhados no processo de submissão do manuscrito, a estrutura gerencial e editorial das revistas científicas, o caminho e a importância de cada etapa de avaliação do manuscrito, reunião de documentos, preparação do draft, carta de apresentação e escolha dos revisores até o galley-proof.

Introdução ao processamento cerâmicos. Influência das ligações químicas sobre as propriedades. Processamento de vidros. Caracterização de pós cerâmicos. Aditivos de processamento. Produção de corpos cerâmicos. Técnicas de conformação. Barbotina. Prensagem. Sinterização. Propriedades mecânicas de cerâmicos.

Processamento cerâmico e produtos cerâmicos. Histórico do carbeto de silício (SiC), inovações, importância tecnológica e perspectivas. Diagrama de fases, politipismo e estrutura cristalina. Rotas de produção do SiC em pó (redução carbotérmica, síntese por fase gasosa e SHS). Rota de produção do SiC em fibras (conversão polimérica). Rota de produção do SiC em filmes (CVD). Caracterização dos pós. Processamento do SiC. Propriedades mecânicas do SiC.

Introdução. Aspectos gerais das nanopartículas. Diversas sínteses de nanomateriais. Síntese de nanopartículas por combustão em solução (SCS). Síntese de nanopartículas pelo método sol/gel. Síntese de nanopartículas por coprecipitação. Principais técnicas de caracterização.

Conceituação de textura cristalográfica. Descrição dos principais métodos de avaliação: figura de pólo direta, figura de pólo inversa e função de distribuição de orientações cristalinas. Introdução ao espaço de Euler. Técnicas experimentais de avaliação por difração de raios X e EBSD/ microscopia de varredura. Correlação entre processamento termomecânico e desenvolvimento de textura. Correlação entre textura e propriedades. Algumas aplicações: texturas comuns de laminação a frio e a quente; texturas para embutimento profundo, aços elétricos e tubos de ligas de zircônio.

Introdução a transformações martensíticas: aspectos gerais, cristalografia, termodinâmica e temperaturas de transformação. Transformações martensíticas não termoelásticas vs termoelásticas. Transformações martensíticas não termoelásticas e características das suas ligas: induzidas termicamente e induzidas mecanicamente - efeito TRIP (Transformation Induced Plasticity) vs efeito TWIP (Twinning Induced Plasticity).  Transformações martensíticas termoelásticas e características das suas ligas: efeito memória de forma e superelasticidade. Principais metodologias de caracterização vs características das ligas passíveis de transformações martensíticas: análise metalográfica (microscopia óptica, eletrônica de varredura e de transmissão), difração de raios X, ensaios mecânicos (ensaio de tração/compressão e ensaio de dureza vs nanoindentação instrumentada) e análise termofísica (calorimetria diferencial de varredura, resistividade elétrica e dilatometria).

Métodos de produção de grafeno, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido (clivagem micromecânica, deposição química a vapor, esfoliação em fase líquida e outras). Estrutura e propriedades (físicas, mecânicas, eletrônicas, ópticas, térmicas e químicas). Métodos de caracterização (técnicas de microscopia analítica, de espectroscopias, entre outras). Aplicações (filmes, compósitos, supercapacitores, sensores e outras).