Materiais Cerâmicos

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Materiais Cerâmicos
Daniela Figueiredo
Ivens Costa
Vanessa Aragão
Cerâmica
É o material artificial mais antigo produzido pelo homem;
Pesquisas apontam que a cerâmica é produzida há cerca de 15 mil anos.
Materiais Cerâmicos
São combinações de elementos metálicos e não-metálicos;
Possuem alta dureza e alto ponto de fusão;
São, geralmente, bons isolantes elétricos e térmicos;
Boa resistência à compressão;
Frágeis quando submetidos à tração ou impacto;
Resistentes à corrosão e oxidação.
Materiais Cerâmicos
Devido ao avanço na tecnologia da produção de cerâmicos, são diversas suas propriedades e aplicações.
Elétricas
Magnéticas
Ópticas
Automotivas
Mecânicas
Biomédicas
Habitacionais
Químicas
Domésticas
Outras
Materiais Cerâmicos
Classificação
São vários os modos de se classificar cerâmicas;
É possível definí-las por sua composição química;
Outra maneira é classificá-las por suas propriedades principais.
Dividindo-as em dois grupos temos:
Cerâmicas Tradicionais
Cerâmicas Avançadas
Classificação
Cerâmica Tradicional
É natural;
Basicamente constituída de Argila, Sílica e Feldspato;
Estruturais, vidros, louças e cimento.
Classificação
Cerâmica Avançada
É sintética;
Basicamente constituída de óxidos, carbetos e nitretos;
Eletrônicos, ópticos e biomateriais.
Cerâmicos Mais Empregados
Considerando as Cerâmicas Tradicionais e Avançadas, os mais empregados são:
Alumina
Diamante 
Sílica
Carbeto de Silício
Nitreto de Silício
Titânia
Zircônia
Alumina (Al2O3)
Empregada onde há necessidade de suportar altas temperaturas e alta resistência mecânica;
Utilizada em fornos de fusão de metais;
Isolamento de velas de Ignição;
Dopada de cromo, é capaz de gerar radiação laser;
Temperatura de Fusão: 2000 °C
Diamante (C)
É o material natural mais duro que existe;
Diamantes industriais são utilizados como abrasivos para desbaste e polimento;
Fabricação de ferramentas de corte;
Fabricação de jóias;
Temperatura de fusão: 3550 °C
Silíca (SiO2)
Material cerâmico de uso mais amplo;
Constitui a base de muitos vidros e vidros-cerâmica;
Muito usada em isolamento térmico, como refratário;
Utilizada na fabricação de fibras ópticas;
Temperatura de fusão: 1700 °C
Carbeto de Silício (SiC)
Ótima resistência à oxidação, mesmo em temperaturas superiores a de fusão do aço;
Utilizado em equipamentos de siderurgia;
Frequentemente utilizado para recobrir metais com filmes finos, em temperaturas extremas;
Utilizado como abrasivo em esmeril;
Temperatura de fusão: 2700 °C
Nitreto de Silício (Si3N4)
Possui propriedades semelhantes às do Carbeto de Silício, embora com resistência à oxidação e temperaturas menores;
Fabricação de ferramentas de corte;
Provável material a ser utilizado para a fabricação de componentes automotivos e de turbinas a gás.
Temperatura de fusão: 1900 °C
Oxido de Titânio (TiO2)
Utilizado como pigmento para a fabricação de tintas brancas;
Devido a suas características refratárias, é componente da maioria dos bloqueadores solares;
Temperatura de fusão: 1840 °C
Zircônia (ZrO2)
Capacidade de conduzir íons de oxigênio, sendo assim utilizado como sensor de oxigênio em automóveis;
Utilizado na fabricação de jóias;
Pesquisas vêm sendo realizadas, no desenvolvimento de células de combustível, com o zircônio como matéria-prima. 
Síntese e Processamento
Síntese - Etapa de produção de pós cerâmicos (Moagem, separação de impurezas e mistura);
Processamento do pó – Processos de conformação do pó cerâmico, ou mistura de pós, na forma final da peça.
Síntese e Processamento
O processamento do pó pode ser por:
Prensagem e Sinterização
Colagem em Fita
Colagem de Barbotina
Moldagem por Extrusão 
Moldagem por Injeção
Etapas típicas do processamento de cerâmicas
Prensagem e Sinterização
Modo mais econômico e recomendado para produção em série;
Peças de formatos simples e relativamente pequenas;
Realiza a prensagem, isto é, a compactação do pó dentro do molde;
Em alguns casos as cerâmica são sinterizadas simultaneamente a compressão, em elevadas temperaturas. ( Método conhecido como Prensagem a quente)
Prensagem e Sinterização
Prensagem e Sinterização
Vídeo
https://www.youtube.com/watch?v=Um7ojj7CIUQ
Colagem de Barbotina
Utiliza pó cerâmico com consistência de pasta aquosa, conhecido como barbotina;
Molde de gesso de Paris ( CaSO4:H2O);
Água da barbotina é retirada por capilaridade, formando uma massa espessa nas paredes do molde;
Surgindo uma espessura uniforme, o restante da pasta é vazado.
Colagem de Barbotina
Colagem de Barbotina
Vídeo
https://www.youtube.com/watch?v=ztnTWjankBU
Moldagem por Extrusão
Empregadas na confecção de tubos para resistência elétrica de fornos, tijolos e azulejos;
Mistura, com consistência de argila é inserida em uma extrusora;
Realizada homogenização, cisalhamento e desareamento;
Massa é injetada em molde para resultar na cerâmica verde;
Material é então cortado, seco e sinterizado.
Moldagem por Extrusão
Moldagem por Extrusão
Vídeo
https://www.youtube.com/watch?v=RDQVy-M5vxQ
Moldagem por Injeção
Semelhante à moldagem por injeção de polímeros;
É adicionada a massa plastificante termoplático;
Mistura extrudada e injetada em molde;
Polímero na cerâmica é eliminado na sinterização;
Processo mais adequado à peças complexas.
Bibliografia
Askeland, Donald. Ciência e Engenharia dos Materiais. São Paulo: Cengage Learning, 2008.
Associação Brasileira de Cerâmica. Informações Técnicas - Definição e Classificação. Disponível em: <http://www.abceram.org.br/site/?area=4>. Acesso: 12 de Maio de 2015.
Caram, Rubens. Materiais Cerâmicos. Disponível em: <http://www.fem.unicamp.br/~caram/6.%20MATERIAIS%20CERAMICOS%20GRAD.pdf>. Acesso: 16 de Maio de 2015
Anfacer. História da Cerâmica. Disponível em: <http://www.anfacer.org.br/site/default.aspx?idConteudo=157&n=Hist%C3%B3ria-da-Cer%C3%A2mica>. Acesso: 17 de Maio de 2015