O mercado de trabalho nacional e internacional tem a cada dia exigido maiores capacitações dos profissionais. Com o objetivo de atender esta demanda, foi criado o Programa de Mestrado Profissional em Processamento de Materiais que oferece grau e prerrogativas idênticas ao mestrado acadêmico (CNE/CES 0079/2002).
Neste programa, os profissionais das áreas de Engenharias, Ciências da Saúde e Exatas e da Terra poderão se atualizar capacitando-se para atender as novas demandas do mercado. O curso é focado no conhecimento tecnológico aplicado para o desenvolvimento, caracterização e aplicação de materiais para as mais diversas áreas da indústria nacional e internacional como construção civil, aeronáutica, petróleo, química, biomédica.
A estrutura curricular do programa consiste em um conjunto de disciplinas técnicas, os quais envolvem um estudo detalhado sobre propriedades e aplicações de materiais apresentado de modo a priorizar a integração do desenvolvimento sustentável de materiais, processos e produtos com inovação e empreendedorismo.
Objetivo
O Programa de Mestrado Profissional em Processamento de Materiais objetiva proporcionar ao egresso ser destaque na sua área de atuação profissional através do domínio de fundamentos técnicos, científicos e novas tecnologias na área de materiais e processos, tornando-se um profissional capacitado em solucionar desafios nos diversos campos do setor produtivo. O egresso será capaz de atuar para a melhoria da qualidade dos produtos, otimização de processos e desenvolvimento de novos materiais focando em sustentabilidade e inovação tecnológica, realizando integração com o setor industrial.
O curso tem duração de dois anos, prevendo que atividades acadêmicas sejam realizadas as sextas-feiras à noite e sábados de manhã, o que permite ao profissional conciliar suas atividades profissionais com as atividades do programa. Ao mesmo tempo, possibilita o desenvolvimento de projetos que sejam relevantes para solução de problemas reais enfrentados pela indústria nacional.
Com um caráter multidisciplinar, o acompanhamento de um corpo docente altamente qualificado e infraestrutura diferenciada, o Programa de Mestrado Profissional em Processamento de Materiais se destaca pela sólida formação técnica e ampla visão de aplicabilidade dos materiais.
COORDENAÇÃO
Ivone Regina de Oliveira
ivonero@univap.br
Andreza Ribeiro Simioni
simioni@univap.br
Erika Peterson Goncalves
Vice-coordenadora
erika@univap.br
Leandro José Raniero
lraniero@univap.br
Liu Yao Cho
liu@univap.br
Lúcia Vieira
lucia.vieira@univap.br
Milton Beltrame Júnior
beltrame@univap.br
Paulo Henrique Salles de Carvalho
phsalles@univap.br
José Geraldo da Cruz Pradella
pradella@univap.br
Fernando dos Santos Ortega
ortega@univap.br
Linhas de Pesquisa
• PROPRIEDADES E PROCESSOS DE MATERIAIS E COMPÓSITOS: METAIS, CERÂMICAS E POLÍMEROS
As propriedades de materiais metálicos, cerâmicos, poliméricos, de vidros e de compósitos dependem de sua composição química e da presença de aditivos capazes de modificar suas propriedades, mas também são fortemente influenciadas pelo processo de fabricação. Neste contexto, os trabalhos classificados nesta linha de pesquisa buscam fornecer ao aluno ferramentas para compreender a relação entre a estrutura e as propriedades de materiais aplicados em múltiplos setores da engenharia, tais como o mecânico, de construção civil, de petróleo e energia, aeronáutico e biomédico. Propriedades físicas e químicas de matérias-primas e de materiais são estudadas através de técnicas sofisticadas de investigação, permitindo ao aluno estabelecer correlações entre componentes, produtos, processo de fabricação e propriedades. Atenção especial é dada a tópicos relacionados aos impactos ambientais, em múltiplas abordagens, tais como a reciclagem de resíduos sólidos, buscando-se agregar valor e reintroduzir tais resíduos no ciclo de vida dos produtos; desenvolvimento de biopolímeros e de sistemas biodegradáveis capazes de gerar impacto mínimo na natureza em situações em que o descarte é inevitável, como em produtos biomédicos; aumento do ciclo de vida dos produtos, como por exemplo no desenvolvimento de sistemas de proteção contra a corrosão de ligas metálicas, ou de concretos resistentes ao ambiente hostil de estações de tratamento de esgoto. O aluno adquire uma visão holística sobre o ciclo de vida dos materiais que abrange desde seu projeto, seleção de matérias-primas e do processo de fabricação mais adequado, avaliação das propriedades mais relevantes e de seu reaproveitamento ao fim de sua vida útil.
• BIOMATERIAIS E NANOTECNOLOGIA
Envolve o estudo e o consequente desenvolvimento de substâncias, classificadas como biomateriais, que venham a assumir, o controle de interações com componentes vivos em qualquer procedimento alinhado às grandes áreas terapêuticas e/ou diagnósticas. Os projetos desenvolvidos pelo PPGPM envolvem síntese, processamento e caracterização de Biomateriais, os quais se fazem biocompatíveis com diferentes classes de materiais e seus respectivos compósitos. Tais materiais apresentam larga aplicabilidade e elevado interesse científico por parte das indústrias médico-farmacêuticas para fins de regeneração ou estímulos a produção de novos tecidos vivos. Pensando em aplicabilidades, pode-se afirmar que vêm sendo desenvolvidos e caracterizados sistemas micro e nanoestruturados para aplicação em Terapia Fotodinâmica; matérias-prima de bioimpressão como hidrogéis e biotintas; blendas a base de cerâmicas ligantes para uso em reparo ósseo; biocompósitos em scaffolds liofilizados ou bioimpressos para enxertos com fins de regeneração óssea; microesferas ou nanofibras; sistemas de células e enzimas imobilizadas; nanofármacos para diagnósticos e tratamentos de doenças e, por fim, sistemas de liberação controlada de fármacos. Os biomateriais desenvolvidos devem estimular a adesão, diferenciação e proliferação celular, e ainda promover a produção de moléculas específicas do tecido em questão. Esse campo científico pode auxiliar, no desenvolvimento de novos processos e mecanismos de aplicação de fármacos, visando conferir características de menor agressividade e invasividade ao organismo do paciente, tornando, assim, tais fármacos mais eficazes. A Nanotecnologia, no entanto, não fica confinada somente no campo biológico da ciência, podendo inclusive corroborar para o desenvolvimento/otimização de materiais conferindo a estes, novas propriedades que poderão ser de ampla aplicabilidade nas indústrias automobilísticas, aeronáuticas, manufatureiras, eletrônicas e afins. Além do foco no aprimoramento e no desenvolvimento de novos materiais e rotas de preparação, as pesquisas aqui desenvolvidas também estão voltadas para a avaliação dos impactos ambientais e biológicos dos nanomateriais.
• TECNOLOGIAS INDUSTRIAIS PARA APLICAÇÃO AERONÁUTICA, AMBIENTAL, CIVIL, QUÍMICA, AUTOMOBILÍSTICA E SIMILARES
O estudo dos materiais e suas propriedades é algo inerente à condição humana e é o cerne do conceito de Engenharia, o de trabalhar o meio à sua volta para atender as demandas da sociedade, com respeito ao meio ambiente e às pessoas. Dada a grande complexidade dos mercados tecnológicos de hoje, a indústria se depara cada vez mais com necessidades oriundas dos desafios de mercado no que tange a otimizar seus produtos. Para isto, a presente linha de pesquisa envolve os estudos acerca de novas tecnologias empregadas para processos industriais nos campos aeronáutico, ambiental, químico, petrolífero, automobilístico e afins. Os projetos aqui desenvolvidos se norteiam em trabalhar sobre situações-problema advindas das demandas industriais quanto a seus produtos/processos (manufatureiros, de qualidade, de desenvolvimento de novos produtos, de desenvolvimento de novos processos de produção), assim como de análises preditivas ou paliativas de falhas. Dada a grande gama de possibilidade de análises, oriundas de equipamentos como reômetros, MEV´s, FTIR´s, equipamentos de ensaios mecânicos, potencial zeta, etc, o discente poderá desenvolver propostas de otimização/correção de propriedades e estruturas, analisando materiais em escala bulk ou nanométrica, obtendo dados e indicativos para desenvolvê-los com melhores propriedades mecânicas, elétricas, químicas, ópticas, estando, dessa forma, o material otimizado para a economia de escala ou de escopo a que se submeter o nicho industrial ao qual pertence o projeto de pesquisa realizado, atendendo legislação e demanda do cliente.
1) Cumprimento de 12 créditos em disciplinas obrigatórias e 9 créditos em disciplinas optativas totalizando 21 créditos necessários em disciplinas.
2) Cumprimento de 9 Créditos em elaboração da dissertação, mostrando desafios científicos e tecnológicos envolvidos no projeto e os meios e os métodos realizados para superá-los. Totalização de 30 créditos necessários para a obtenção do título de Mestre em Processamento de Materiais.
DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS
Ciência e Tecnologia dos Materiais | 3
Perspectiva histórica, interações (processamento estrutura propriedades desempenho), critérios para seleção de materiais. Estrutura dos sólidos cristalinos. Imperfeições nos sólidos. Introdução a diagrama de fase. Materiais metálicos. Materiais cerâmicos. Materiais poliméricos. Propriedades dos materiais.
Termodinâmica dos Materiais | 3
Estrutura da termodinâmica: classificação dos sistemas termodinâmicos; variáveis termodinâmicas; critérios de equilíbrio. Leis da termodinâmica: 1ª lei da termodinâmica; 2ª lei da termodinâmica; relação entre transferência de entropia e calor; 3ª lei da termodinâmica. Variáveis termodinâmicas e relações: definições em termodinâmica (H, F e G); relações de Maxwell; relações termodinâmicas. Equilíbrio de sistemas termodinâmicos. Sistemas unários heterogêneos. Tensão superficial e interfacial; transição sólido-líquido por nucleação e crescimento. Pressão de capilaridade e sinterização no estado sólido; crescimento de grão em sólidos cristalinos. Sistemas multicomponentes, homogêneos e heterogêneos; construção de diagramas de equilíbrio binários e ternários.
Empreendedorismo e Inovação | 2
Empreendedorismo. Inter e Trans-disciplinariedade em Pesquisa. Gestão da Inovação. Gestão da qualidade em Pesquisa e Inovação. Propriedade Intelectual. Marcas e Patentes. Legislação de Ciência & Tecnologia.
Metodologia da Pesquisa Científica | 2
O processo de Investigação Científica. A Pesquisa e suas Classificações. Métodos Científicos. O Projeto de Pesquisa (Dissertação ou Tese). Elaboração e Apresentação do Relatório de Pesquisa (Dissertação ou Tese). Como Elaborar Relatório Técnico-Científico ou Artigos para Publicação.
Tópicos Experimentais em Técnicas de Caracterização de Materiais | 2
Caracterização de materiais a partir da combinação de diferentes técnicas de caracterização: principais conceitos, definições e análise de dados. FTIR, espectrômetro de luz visível e UV, microscópio eletrônico de varredura, difração de Raios X, Raman, determinação de tamanho de partículas (DLS, Laser), porosimetria de mercúrio, BET, picnometria de hélio, potencial zeta, ensaios mecânicos, análises térmicas, tribologia, ângulo de contato, dentre outras.
DISCIPLINAS OPTATIVAS
Materiais Metálicos: Processamento, Propriedades, Aplicação e Caracterização | 3
Metais e Ligas Metálicas: Propriedades e Aplicações. Mecânica da Fratura. Sistemas Metálicos. Transformações de Fases em Metais. Mecanismos de Endurecimento em Metais. Ligas Ferrosas. Ligas Não-Ferrosas. Aplicações.
Materiais Cerâmicos: Processamento, Propriedades, Aplicação e Caracterização | 3
Estruturas de Cerâmicas. Defeitos e Difusão. Diagramas de Fases. Interfaces. Análise e Caracterização. Processamento, Microestrutura e Propriedades de Cerâmicas. Aplicações.
Materiais Poliméricos: Processamento, Propriedades, Aplicação e Caracterização | 3
Conceitos básicos de macromoléculas. Reações de polimerização. Classificação de Polímeros. Termoplásticos. Termorrígidos. Elastômeros. Polímeros Condutores. Blendas. Relação estrutura - propriedades. Processamento de polímeros. Caracterização de polímeros. Propriedades gerais e aplicações.
Materiais Compósitos | 3
Introdução aos materiais compósitos: definições e conceitos básicos. Tipos de matrizes: poliméricas, metálicas, cerâmicas e carbonosas. Reforços: particulados, "whiskers" e fibras sintéticas orgânicas, inorgânicas e naturais. Adesão e interface reforço/matriz. Processos de fabricação de compósitos poliméricos, metálicos e cerâmicos, propriedades e aplicações. Compósitos estruturais.
Corrosão e Degradação dos Materiais | 3
Corrosão e sua importância econômica e social. Corrosão de metais e suas ligas. Degradação em alta temperatura. Degradação de polímeros e cerâmicos. Proteção contra a corrosão.
Nanociência e Nanotecnologia de Materiais | 3
Histórico e conceitos básicos da nanotecnologia. Introdução à miniaturização e análise de escalas. Síntese e propriedades de nanomateriais e nanopartículas. Nanobiotecnologia. Implicações sociais; econômicas e éticas da Nanotecnologia.
Tópicos em Tecnologia dos Materiais | 3
Abordagem de temas tecnológicos relevantes e atuais na área de materiais e processos. Desenvolvimento de produtos e melhoria de processos.
Biomateriais | 3
Histórico e definições. Introdução aos biomateriais naturais e sintéticos metálicos, cerâmicos e poliméricos. Seleção e desenvolvimento de biomateriais. Propriedades requeridas. Materiais de reconstrução e/ou substituição. Caracterização de biomateriais: físico-química, mecânica e biológica. Esterilização de biomateriais e formas de apresentação.
Os seguintes laboratórios localizados no IP&D ou FEAU atendem ao PPGPM.
• Laboratório de Biotecnologia e Plasmas Elétricos – IP&D
• Laboratório de Biologia Celular e Molecular de Fungos– IP&D
• Laboratório de Sistemas Micro e Nanoparticulados– IP&D
• Laboratório Avançado de Sistemas Eletrônicos e Robótica - Laser– IP&D
• Laboratório de Biologia Celular Tecidual– IP&D
• Laboratório de Dinâmica de Compartimento Celular– IP&D
• Laboratório de Nanosensores– IP&D
• Laboratório de Bionanotecnologia – IP&D
• Laboratório de Espectroscopia Infravermelho – IP&D
• Laboratório de Processamento e Caracterização de Materiais Avançados I – IP&D
• Laboratório de Processamento e Caracterização de Materiais Avançados II – IP&D
• Laboratório de Nanotecnologia e Processos a Plasma - Nanotecplasma – IP&D
• Nanotecplasma - Laboratório Multiusuário – IP&D
• Laboratório de Eletroquímica Orgânica – IP&D
• Laboratório de Materiais e Processos – IP&D
• Laboratório de Bioestimulação e Reparo Tecidual – IP&D
• Laboratório de Biomol e Biomateriais – IP&D
• Laboratório de Odontologia e Materiais Aplicados – IP&D
• Laboratório de Histologia e Terapia Regenerativa – IP&D
• Laboratório de Processos Químicos Industriais – FEAU
• Laboratório de Processos Biotecnológicos – FEAU
• Laboratório de Química Geral – FEAU
• Laboratório Multidisciplinar de Inovação Tecnológica – FEAU
• Laboratório Mecânica dos Solos e Engenharia de Pavimentos – FEAU
• Laboratório de Materiais Compósitos – FEAU
• Laboratório de Processamento de Materiais I – FEAU
• Laboratório de Processamento de Materiais II – FEAU
• Laboratório de Processamento de Materiais III – FEAU
• Laboratório de Caracterização de Materiais I – FEAU
• Laboratório de Caracterização de Materiais II – FEAU
• Laboratório de Caracterização de Materiais III – FEAU
• Laboratório de Extração e Corrosão – FEAU
• Laboratório de Plasma – FEAU
• Laboratório de Tecnologia da Construção e Sistemas Estruturais – FEAU
Todos estes laboratórios estão estruturados e possuem um completo parque de equipamentos modernos e sistemas oferecendo aos alunos do PPGPM uma oportunidade única de familiarizar-se com diferentes técnicas de estudo, preparação e caracterização de amostras. Alguns equipamentos alocados nestes laboratórios que podemos destacar são:
• Reator de PECVD profissional para deposição de filmes finos (Nanomaster Inc.);
• Reator de deposição por camada atômica (TFS-200, BENEQ);
• Espectrômetro de massa de feixe molecular (HPR-60, Hidden);
• Tribômetro (UMT-CETR);
• Microscópio eletrônico de varredura (ZEISS EVO MA10);
• Difratômetro de Raios X (XRD-6000, Shimadzu);
• Aparelho de Vicat automático (Vicatronic E044-Solotest);
• Fotodensitômetro para medidas de densidades ópticas (D.O.);
• Moinho de alta energia Pulverisette 5 (Fritsch GmbH) com vasos de moagem de coríndon sinterizado;
• Micro moinho planetário Pulverisette 7 (Fritsch GmbH) com vasos de moagem de zircônia;
• Câmara de atmosfera controlada (controle de vapor de água e oxigênio) com antecâmara de entrada de materiais e reagentes;
• Potenciostato/Galvanostato acoplado a um microcomputador com células e eletrodos;
• Cromatógrafo Gás/líquido (CGL) Shimatzu CG-17A com fibra óptica acoplada a microcomputador;
• Sistema de destilação fracionada e secagem de reagentes a vácuo;
• Potenciostato/Galvanostato Autolab 128N com módulo de temperatura e pH;
• Potenciostato/Galvanostato Autolab 302N com módulo de impedância, temperatura e pH;
• Goniômetro automático (Kruss 100S);
• Espectrômetro de Infravermelho modelo Espectro 400 da Perkin Elmer;
• Espectrômetro de Infravermelho modelo Espectro 2000 da Perkin Elmer;
• Espectrômetro de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva modelo micro EDX 1300 da Shimadzu;
• Espectrofotômetro de absorção atômica modelo ANALYST 200/1;
• Espectrofotômetro de absorção UV-VIS modelo 25 UV WINLA Lambda 25 da Perkin Elmer;
• Reômetro universal modelo MARS 40 da Haake;
• Reômetro Haake: modelo HAAKE Viscotester iQ AIR manufaturado pela Thermo Electron;
• Analisador de distribuição de tamanho de partículas S3550 da Microtrac;
• Porosímetro de mercúrio automático modelo AUTOPORE IV 9500, marca Micromeritics;
• Analisador de potencial zeta STABINO marca Particle Metrix GmbH;
• Análise térmica DSC modelo Q20 da TA Instruments;
• Análise térmica simultânea TG-DSC/DTA modelo STA 449 F3 Jupiter da Netzsch;
• Analisador Dinâmico-Mecânico – DMA 242 E/1/G – marca Netzsch;
• Espectrofotometro FT-Raman modelo RFS-100/S Bruker;
• Máquina de ensaios mecânicos modelo DL10000, EMIC (células de carga 5kN e 100 kN);
• Máquina de ensaios Universal modelo 5584P Instron (células de carga 5kN e 150 kN);
• Durômetro –Rockwell;
• Durômetro –Vickers;
• Durômetro –Brinnel;
• Fornos de sinterização (temperatura de operação 1700 °C) - marca Lindberg Blue;
• Muflas (temperatura de operação 1200 °C) – marca EDG;
• Máquina de Ensaios Universal certificada para ensaios até 100 ton;
• Máquina de Ensaios de Pavimentos Asfáltico.
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Por Redação, em Stricto Sensu