Estudo dirigido - Materiais Cerâmicos

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Disciplina: Materiais Cerâmicos 
Curso: Engenharia de Materiais 
Prof. Murilo C. Crovace 
 
Estudo dirigido 1 (1ºSem/2022) 
 
1.) O que você entende por "Materiais Cerâmicos"? 
2.) Faça um texto explicando a diferença entre estrutura cristalina e microestrutura de um material 
cerâmico. 
3.) Por que os materiais cerâmicos normalmente não são obtidos pelo método de fusão-
solidificação como os metais e os polímeros? 
4.) Faça um texto explicando o que são materiais cerâmicos tradicionais e avançados. 
5.) (a) Quais ligações químicas ocorrem em materiais cerâmicos e quando ocorrem? 
(b) O que você entende por "caráter iônico" de uma ligação química? É possível quantificar? 
Como? 
(c) O que você entende por "caráter covalente" de uma ligação química? 
6.) O que garante a estabilidade de um sólido iônico? 
7.) (a) Qual é a ligação química que ocorre no Al2O3? Por que? 
(b) Mostre porque a estequiometria da alumina é 2:3 (metal:oxigênio). 
8.) (a) Óxidos metálicos possuem, no mínimo, um cátion e o ânion. Quais são os princípios 
básicos que regem a formação da estrutura cristalina dos óxidos metálicos? 
(b) Nas estruturas cristalinas do K2O (antifluorita) e MgO (tipo NaCl) o íon oxigênio forma um 
arranjo FCC. Por que as estruturas cristalinas são diferentes? 
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9.) (a) Descreva, de forma geral, a estrutura dos silicatos. 
(b) Quais são as fases polimórficas do SiO2? Quando são estáveis? 
10.) O que são argilominerais? Descreva a estrutura da caulinita e da mica. 
11.) Explique a seguinte observação: "Muitas matérias-primas cerâmicas são silicatos com 
estrutura cristalina formada por uma camada que contem Al+3 coordenado octaedricamente e 
outra camada que contem Si+4 coordenado tetraedricamente. Em tais estruturas 
frequentemente é encontrado Al+3 substituindo Si+4 mas nunca é encontrado Si+4 substituindo 
Al+3". Raios iônicos (em angstrons): Si+4 = 0,41; Al+3 = 0,53 em coordenação 4 e 0,68 em 
coordenação 6; O-2 = 1.40. 
 
12.) O Titanato de Bário, BaTiO3, se cristaliza na estrutura tipo perovskita. 
(a) Descreva esta estrutura. 
(b) Quais são os números de coordenação dos íons nesta estrutura? 
(c) Esta estrutura obedece as regras de Pauling? Discuta detalhadamente. 
13.) Descreva as estruturas cristalinas do ZrO2. 
14.) Faça uma busca na internet (websites, artigos científicos ou livros) e explique: 
(a) Por que é difícil obter peças a partir de zircônia pura? 
(b) Como é possível estabilizar a fase tetragonal na T ambiente? Explique em termos de 
estrutura cristalina. 
(c) Quais tipos de dopantes podem ser utilizados com a função de estabilização? 
(d) Qual é a diferença entre zircônia parcialmente estabilizada (PSZ - Partially Stabilized 
Zirconia) e zircônia totalmente estabilizada (FSZ - Fully Stabilized Zirconia)? 
15.) Dê um exemplo de uma propriedade intrínseca de um material cerâmico que seja 
influenciada diretamente por sua estrutura cristalina. Explique detalhadamente a correlação 
estrutura-propriedade neste caso. 
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16.) (a) Qual é a principal diferença entre uma argila caulinítica e o caulim? 
(b) O que é o triaxial cerâmico? Explique qual é a função de cada matéria-prima dentro do 
triaxial. 
17.) Suponha que você seja um engenheiro(a) de materiais júnior recém contratado em uma 
empresa fabricante de revestimentos cerâmicos. Quais técnicas de análise você empregaria 
para caracterizar um novo lote de uma matéria prima recém comprada? Qual informação é 
possível extrair de cada técnica? Por que a análise de uma matéria prima natural é 
importante? 
18.) Explique como funciona o processo Bayer de produção daα-Al2O3 empregado por grandes 
multinacionais como a ALCOA. 
19.) Em relação à origem, qual é a diferença entre o corindon e aα-Al2O3? 
20.) Faça uma busca na internet e explique onde e porque o coríndon é utilizado na indústria 
cerâmica. 
21.) Como seria possível obter um pó de titanato de bário de alta pureza, já que este material não 
é encontrado na natureza? 
22.) Quais são as principais variáveis que controlam as reações químicas no estado sólido? 
Como elas afetam? 
23.) Explique a origem da variabilidade observada nos valores de propriedades como 
porosidade, densidade e resistência mecânica das amostras avaliadas nas aulas 
experimentais. 
24.) Explique a diferença entre erro e desvio padrão de valores obtidos experimentalmente.