Padilha nasceu em Novo Horizonte, no interior paulista, e mudou-se para São Carlos aos 16 anos para terminar o ensino secundário. Ingressou na primeira turma de engenharia de materiais da Universidade Federal de São Carlos em 1970 e concluiu a graduação em 1974. No ano seguinte, começou a trabalhar no então Instituto de Energia Atômica, atual Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), com materiais destinados a reatores nucleares.
Concluiu o mestrado em engenharia metalúrgica na Universidade de São Paulo (USP) em 1977. Sua dissertação estudou a recuperação e a recristalização de uma liga de alumínio. Fez o doutorado na Universidade de Karlsruhe, na Alemanha, entre 1978 e 1981, com uma pesquisa sobre a precipitação em aço inoxidável usado em um projeto de reator. Depois, trabalhou no Instituto Max Planck de Pesquisa de Metais, em Stuttgart, e realizou um estágio de pesquisa na Universidade do Ruhr, em Bochum.
Em 1988, deixou o IPEN e passou a lecionar no Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da USP. Obteve a livre-docência em 1989 e tornou-se professor titular em 1993. Desenvolveu pesquisas sobre microestrutura, transformação de fases e propriedades dos metais, sobretudo aços inoxidáveis, e manteve cooperação acadêmica com pesquisadores alemães.
No início dos anos 2000, coordenou um projeto de pesquisa sobre aços inoxidáveis, aços elétricos e materiais para a indústria financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. O grupo reuniu pesquisadores da USP, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas e do IPEN. Em testes de laboratório, estudaram como a composição e a organização dos cristais dos metais afetavam a resistência à corrosão e ao desgaste.
Gestão e distinções
Entre junho de 2011 e novembro de 2015, presidiu a CNEN. Nesse período, também presidiu a comissão deliberativa da autarquia e os conselhos de administração das Indústrias Nucleares do Brasil e da Nuclebrás Equipamentos Pesados.
Em 2018, recebeu a Medalha Carneiro Felippe, concedida pela CNEN. Em 2023, a Sociedade Alemã de Ciência e Engenharia dos Materiais lhe concedeu a Medalha Internacional Tammann por sua atuação na pesquisa de materiais e na cooperação acadêmica entre Brasil e Alemanha.
