MATERIAIS CERÂMICOS

INTRODUÇÃO

• Definição:• “Um manufaturado de forma definida, geralmente frágil,

obtido a partir de certas matérias-primas inorgânicas, que mediante um processo térmico adquire sua consistência final.”

• As cerâmicas são substâncias formadas por 2 ou mais átomos, que se organizam em estruturas cristalinas complexas, enquanto os vidros são misturas amorfas de óxidos, ou seja líquidos sub-resfriados que adotam consistência sólida.

VIDROS

CERÂMICAS

• As matérias-primas para fabricação de cerâmicas são facilmente encontradas na natureza e em extrema abundância.

• Materiais cerâmicos vão dos mais simples utilizados para funções estruturais, de revestimento e acabamento, aos mais complexos que encontram lugar em aplicações industriais, como na construção de fornos, esmeris, eletrodos de solda, isolantes elétricos etc.

• Os processos de fabricação são geralmente simples e bem-entendidos, com exceção de cerâmicas eletrônicas, fibras óticas e ultrarefratários, que ainda apresentam muitas dificuldades no processamento e no entendimento de suas estruturas e propriedades.

CLASSIFICAÇÃO• Por constituição: Podem ser cerâmicas, vidros e

vitrocerâmicas, com suas sub-classificações de acordo com o tipo de moléculas que formam suas estruturas. (óxidos, silicatos, borossilicatos, sistemas entre moléculas.)

• Por aplicação: Classificação mais útil em termos de aplicação. Enquadraremos nela os produtos cerâmicos básicos, tratados como silicatos; os produtos industriais, divididos em abrasivos e refratários; e cerâmicas técnicas avançadas, que tem alto custo e altíssimo desempenho, como alumina e carbeto de silício.

• Cerâmicas industriais:

• Refratários- Fundem acima de 1500 graus Celsius;

- Apresentam resistência mecânica e à corrosão em temperaturas elevadas;

- São usados como cadinhos, na construção de fornos de fusão e aquecimento, ou em equipamentos da indústria química, onde ocorrem reações;

- Podem ser conformados (blocos, tijolos, peças com formato especial), não confomados (massas e granulados), ou fibras, utilizadas principalmente somadas a outros materiais.

• Abrasivos

- Apresentam elevada dureza, e são utilizados em processos de abrasão e riscamento, e acabam por nivelar a região onde agem;

- Como produto os abrasivos se apresentam sob três formas diferentes:

- Rodas de esmeril, onde pós abrasivos são prensados junto com aglomerantes cerâmicos em moldes de aço.

- Lixas, onde o abrasivo é colado em uma tira de papel ou tecido.

- Granulado, onde o abrasivo é utilizado diretamente sob forma de mistura mecânica do pó com água.

• PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DAS CERÂMICAS E VIDROS

- Massa específica desde 1,2 (argamassa) a 3,9g/cm³ (alumina). Geralmente formado por átomos leves.

- Cerâmicas mais simples têm baixa resistência a mudanças de temperatura, enquanto que cerâmicas refratárias e avançadas alcançam resistências superiores a grande maioria dos metais.

- Em temperatura ambiente, a maioria das cerâmicas é

frágil e apresenta comportamento elástico até o ponto de fratura, com deformação elástica muito pequena. Além disso exibem diferenças muito grandes em relação ao valor de compressão e de tração que suportam em ensaios.

VITROCERÂMICAS

• O termo refere-se à combinação do vidro comum com lítio, alumínio, silício e óxidos, a altas temperaturas, o que provoca sua cristalização, e que possibilita a obtenção de novas e interessantes propriedades termomecânicas.

• Apresentam maior resistência, baixa condutividade elétrica e térmica, pouca dilatação térmica e consequentemente maior resistência a choque térmico.

• Possui algumas aplicações importantes na astronomia (espelhos de telescópios), medicina (ossos e dentes artificiais) e uso doméstico (fogões elétricos).

VIDRO TEMPERADO

• Obtido através do aquecimento e sucessivo resfriamento controlado do vidro comum, ou através de um processo químico como a imersão em um tanque de nitrato de potássio derretido.

• O vidro temperado é mais rígido, tem maior resistência térmica e estilhaça em pequenos fragmentos quando é danificado, devido a sua estrutura mais uniforme.

• Como desvantagens tem-se o fato de não poder ser cortado ou partido; qualquer dano à superfície da peça pode provocar seu estilhaçamento; apresenta menor flexibilidade; e a tensão concentrada em pontos de apoio ou suporte podem representar um risco real de estilhaçamento.