Prova Materiais Ceramicos e Vitreos - Nota 10 - Pos Engenharia Materiais

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Materiais cerâmicos e vítreos
Professor(a): Bruno Pizol Invernizzi (Mestrado acadêmico)
1)
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A sinterização em fase líquida (SFL) utiliza aditivos, que
são adicionados ao carbeto de silício (SiC), com a intenção
de que esses formem fase líquida permitindo que o
processo ocorra a temperaturas mais baixas, resultando em
menores custos com energia. Sobre sinterização em fase
líquida, considere as seguintes afirmações:
I. É desejável que o composto formador de fase líquida seja
um eutético.
II. Para o SiC, resulta em um produto com dureza superior
ao produto resultante da sinterização em estado sólido.
III. É um processo que depende fortemente da difusão, que
é o principal fator limitante.
IV. Geralmente resulta na formação de fase vítrea após a
solidificação.
V. Permite a obtenção de produtos com maior densidade,
em relação à sinterização em estado sólido.
São verdadeiras somente as afirmações:
Alternativas:
II - IV - V.
II - III - V.
III - IV - V.
I - II - IV.
I - IV - V.  CORRETO
Resolução comentada:
Na sinterização via fase líquida utiliza-se compostos
eutéticos, pois esses possuem ponto de fusão mais
baixo, permitindo a presença de fase líquida em
temperaturas inferiores à do material a ser
sinterizado, com isso a afirmativa I é verdadeira.
2)
Código da questão: 47699
A estrutura cristalina do tipo CFC possui ___________ sítios
octaédricos e _________ sítios tetraédricos, sendo que esses
sítios possuem dimensões ________ do que as dimensões
desses mesmos sítios existentes na estrutura do tipo CCC.
Assinale a alternativa que completa adequadamente as
lacunas acima:
Alternativas:
8; 4; menores.
12; 6; menores.
4; 8; maiores.  CORRETO
6; 12; menores.
8; 4; maiores.
O SiC está entre os compostos mais duros
conhecidos, portanto na sinterização via fase líquida,
os compostos utilizados para formar a fase possuem
dureza inferior à dureza desse, sendo comumente
utilizado compostos contendo alumina, o que faz
com que a afirmativa II seja falsa.
A sinterização em fase líquida depende muito pouco
da difusão, uma vez que o mecanismo de dissolução
seguido de precipitação é mais atuante, portanto a
afirmativa III é verdadeira.
Comumente tem-se a formação de fase vítrea, uma
vez que os compostos utilizados para formar a fase
líquida possuem formadores de rede e
intermediários em sua composição, sendo assim a
afirmativa IV é verdadeira.
A eliminação de poros pelo processo via fase líquida
é mais efetiva, uma vez que os mecanismos
envolvidos ocorrem em velocidades mais altas do
que o processo de difusão, portanto a afirmativa V é
verdadeira.
Resolução comentada:
Os sítios octaédricos e tetraédricos ocorrem em
ambas as estruturas, sendo que a estrutura CCC
possui 6 octaédricos e 12 tetraédricos por célula
3)
Código da questão: 47678
Os cabos de fibra óptica são constituídos de um
grupamento de fios de vidro, os quais são capazes de
transmitir mensagens modulares através de ondas de luz.
São constituídos por um núcleo, por onde a luz é
transmitida, um revestimento formando uma espécie de
casca, que confina a luz no interior do núcleo, e o
encapsulamento externo. O confinamento da luz no núcleo
resulta da diferença entre os índices de refração do
revestimento e do núcleo, sendo o núcleo composto de
um material dielétrico, podendo ser plástico ou vidro, o
qual é revestido por um material com baixo índice de
refração. Referente aos materiais da casca e do núcleo,
esses são produzidos em quais materiais, quando
fabricados pelo processo de deposição química em fase
vapor (CVD), respectivamente?
Alternativas:
Plástico e sílica.
Óxido de boro e sílica.
Sílica de elevada pureza e sílica dopada.  CORRETO
Sílica e plástico.
Sílica dopara e sílica de elevada pureza
Código da questão: 47702
unitária, enquanto que o CFC possui 4 octaédricos e
8 tetraédricos, porém os sítios presentes na
estrutura CFC possuem maiores dimensões,
permitindo o assentamento de átomos intersticiais
de maior diâmetro.
Resolução comentada:
Os processos CVD resultam em uma casca em sílica,
sendo que o núcleo resulta em sílica dopada.
4)
5)
Neste processo, pode-se esperar que a suspensão seja
absorvida por completo, ou pode-se remover a suspensão
após um tempo pré-estabelecido, de modo a garantir uma
dada espessura ao produto, pois quanto mais tempo a
suspensão estiver no molde, maior será a espessura da
parede do produto final, sendo assim, pode-se controlar o
tipo de molde a ser utilizado, a relação água-argila, a
adição de outros compostos e o tempo de processo.
A sentença acima se refere a qual processo?
Alternativas:
Prensagem.
Injeção.
Conformação Hidroplástica.
Extrusão.
Fundição por suspensão.  CORRETO
Código da questão: 47682
Segundo Ashby e Jones (1986), embora tenhamos a
ideia de que a cerâmica é um material fraco e de pouca
durabilidade, devemos considerar que na verdade esses
materiais são os que apresentam a maior longevidade,
como exemplos podemos citar as pirâmides de Gizé, assim
como o Parthenon e as muralhas da China. Contudo, a
história nos mostra o oposto daquilo que pensamos,
Resolução comentada:
O processo de fundição por suspensão aplicável à
argila consiste em vazar uma suspensão contendo a
argila em um molde poroso. A extrusão consiste em
exercer pressão em uma massa plástica forçando a
passagem desta por um orifício. O processo de
prensagem consiste em moldar um dado produto à
base de argila em uma matriz fechada, com o auxílio
de uma prensa. O processo de conformação
hidroplástica se refere a um processo que exige a
deformação plástica da argila, como a extrusão. A
injeção é um processo de extrusão que visa o
preenchimento de um molde.
6)
desmistificando a ideia de que esses materiais são fracos e
não possuem longa duração para o uso, sendo esses
amplamente empregados em diversas áreas, inclusive pela
construção civil e a eletrônica.
A longevidade mencionada no texto acima é decorrente
principalmente do tipo de ligação existente entre os
átomos.
Assinale a alternativa que traz os dois tipos principais de
ligação entre os átomos em um material cerâmico:
Alternativas:
Metálica e Eletrostática.
Metálica e Covalente.
Iônica e Covalente.  CORRETO
Metálica e Iônica.
Covalente e Eletrostática.
Código da questão: 47672
O minério utilizado para a obtenção da magnésia é a
magnesita, a qual é composta por magnésia (MgO) e
dióxido de carbono (CO2). Esses se misturam conforme a
formulação MgCO3 em uma proporção de
aproximadamente 47,8% de MgO e 52,2% de CO2, a qual
pode conter ainda alguma impureza de FeO, cerca de 9%,
além dos elementos Ca e Mn, sendo esses apenas
elementos residuais, ou seja, a sua concentração é inferior
a 1%. Sobre a extração e processamento do mineral
Resolução comentada:
As ligações iônica e covalente estão entre os tipos
mais fortes de ligação, juntamente com as ligações
metálicas, sendo que essas prevalecem nos materiais
cerâmicos, condizendo a esses alta estabilidade
química, o que resulta na longevidade mencionada
no texto. A ligação metálica prevalece nos materiais
metálicos, enquanto as forças de ligação
Eletrostática corresponde às forças de van der Walls
e pontes de hidrogênio, as quais são as formas mais
fracas de ligação entre os átomos, sendo essas
chamadas de forças secundárias.
magnesita, considere as seguintes afirmações:
I. O Brasil é um dos 10 maiores produtores de magnesita
no mundo.
II. O Brasil possui a quinta maior reserva de magnesita no
mundo.
III. O processo de calcinação parte de um material sólido,
resultando em outros dois materiais sólidos.
IV. Magnésia eletrofundida é um processo realizado em
fornos com aquecimento por chama, ondea temperatura
pode ultrapassar os 2000 ºC.
V. Os processos sinter magnesiano e magnésia cáustica
consistem na calcinação da magnesita, porém a
temperatura para a qual a calcinação ocorre nesses
processos é diferente.
São verdadeiras somente as afirmações:
Alternativas:
II - V.  CORRETO
I - III - IV.
I - IV.
II - III - V.
III - V.
Resolução comentada:
Os maiores produtores mundiais de magnesita são a
China, a Rússia, a Coréia do Norte e a Turquia, a
soma da produção desses países corresponde a
mais de 60% da produção mundial desse mineral. O
Brasil, embora tenha a quinta maior reserva desse
mineral, não figura nem entre os 10 maiores
produtores, ficando atrás de países como a Índia,
mesmo o Brasil tendo uma reserva três vezes
superior à desse país, portanto a afirmativa I é falsa
e a II é verdadeira. Segundo Callister (2012),
calcinação é uma “reação a alta temperatura em que
um material sólido se dissocia para formar um gás e
um outro sólido”, portanto a afirmativa III é falsa.
Magnésia Eletrofundida é realizada em fornos
elétricos a arco voltaico, atingindo temperaturas
entre 2800 ºC a 3000 ºC, portanto a afirmativa IV é
falsa. Magnésia Cáustica também resulta da
calcinação, mas essa é realizada à temperatura mais
baixa do que a utilizada pelo Sínter Magnesiano,
pois enquanto o Sinter Magnesiano utiliza
7)
Código da questão: 47694
A estrutura cristalina de um material impacta
diretamente nas suas propriedades, a qual varia de acordo
com a composição química, podendo variar também com a
temperatura e a pressão, para materiais que sofrem
polimorfismo. Sobre as estruturas cristalinas, analise a
figura a seguir:
Fonte: CALLISTER, 2016, p. 48. 
Assinale a alternativa correta sobre qual é a estrutura
ilustrada pela figura:
Alternativas:
HC.  CORRETO
TC.
CFC.
CCC.
CS.
Código da questão: 47677
temperaturas entre 1800 ºC e 2000 ºC, a Magnésia
Cáustica usa temperaturas entre 800 ºC a 1000 ºC,
portanto a afirmativa V é verdadeira.
Resolução comentada:
A estrutura da figura é HC (Hexagonal Compacta),
pois as bases dessa são constituídas por hexágonos.
As demais estruturas são: CCC - Cúbica de Corpo
Centrado; CS - Cúbica Simples; TC - Tetragonal
Compacta; CFC - Cúbica de Face Centrada.
8) O cimento Portland é adicionado às argamassas e aos
concretos, concedendo a esses materiais características
como trabalhabilidade e moldabilidade, as quais fazem
com que esse esteja entre os materiais de construção mais
consumidos pelo homem. Sobre os cimentos Portland,
considere as seguintes afirmações:
( ) Seus principais compostos são os silicatos e aluminatos
de cálcio.
( ) Podem conter traços de SO3 e álcalis.
( ) A sua resistência à compressão vem como um resultado
da hidratação dos seus compostos.
( ) O grau de moagem interfere diretamente na hidratação,
uma vez que grãos grandes hidratam com maior facilidade
do que os grãos pequenos.
( ) A resistência à compressão tende a aumentar com o
tempo, podendo levar meses e até mesmo anos para
chegar à sua resistência máxima.
Assinale a alternativa que contenha a sequência correta:
Alternativas:
V – F – V – V – F.
F – F – V – V – F.
F – V – V – F – V.
V – V – V – F – V.  CORRETO
F – V – F – V – F.
Resolução comentada:
Conforme descrito por PETRUCCI (1987), o cimento
Portland é um material pulverulento, constituído de
silicatos e aluminatos de cálcio, contendo pequenas
quantidades de cal livre, o qual apresenta elevada
resistência mecânica devido ao fato de endurecer
após ser misturado à água. O endurecimento é um
resultado da hidratação do material, portanto a
primeira afirmativa é Verdadeira. A composição final
dos cimentos Portland comercializados no Brasil é a
seguinte: CaO: 61% a 67%; SiO2: 20% a 23%; Al2O3:
4,5% a 7%; Fe2O3: 2% a 3,5%; MgO: 0,8% a 6%; SO3:
1% a 2,3%; Álcalis: 0,3% a 1,5%, portanto a segunda
afirmativa é Verdadeira. O cimento ao ser misturado
com a água inicialmente ganha plasticidade, sendo
que após certo tempo essa plasticidade vai sendo
perdida, e o tempo que decorre entre a adição da
9)
Código da questão: 47705
Sobre os materiais particulados utilizados como base
para a produção de materiais cerâmicos avançados,
considere as seguintes afirmações:
( ) É possível obtermos materiais particulados contendo
elementos combustíveis nucleares.
( ) Os materiais particulados são utilizados, pois facilitam o
posterior trabalho mecânico dos materiais, uma vez que
esses podem passar por processos como usinagem e
forjamento.
( ) O Carbeto de Silício (SiC) pode ser obtido por meio do
processo Acherson, o qual consiste na passagem de
corrente elétrica através de uma mistura contendo carvão e
sílica (SiO2).
( ) Dentre os fatores que influenciam as propriedades dos
materiais particulados, podemos destacar: pureza;
Distribuição de Partículas; Reatividade e Formas
Polimórficas.
( ) Podemos definir a forma polimórfica do material
água até o início das reações entre os compostos é
denominado por “início de pega”, sendo que o “fim
de pega” ficou definido como sendo o momento
para o qual a deformação plástica cessa para
pequenas cargas, se tornando um bloco rígido,
portanto a terceira afirmativa é verdadeira, uma vez
que essa rigidez resulta em altas resistências à
compressão. O grau de moagem dos grãos tem
influência direta na hidratação do cimento, uma vez
que a hidratação ocorre da superfície para o centro
do grão, resultando no desenvolvimento de calor,
retração e aumento de resistência com a idade,
portanto a quarta afirmativa é Falsa. A resistência
aumenta ao longo do tempo, sendo que para o C3S
o valor máximo, próximo de 750 kg/cm2, é atingido
após 6 meses, enquanto o C2S aumenta de forma
contínua, atingindo valores próximos de 950 kg/cm2
após 3 anos. Esse efeito é devido à hidratação dos
grãos, pois o C3S e o C2S demoram mais para serem
hidratados em profundidade, portanto a última
afirmativa é Verdadeira.
10)
particulado como sendo a forma da partícula, podendo
essa ser, entre outros: esférica, alongada ou triangular.
Assinale a alternativa que contenha a sequência correta:
Alternativas:
V – V – F – V – F.
V – F – V – V – F.  CORRETO
V – F – V – F – V.
F – V – F – V – F.
F – V – V – F – V.
Código da questão: 47675
O minério utilizado para a obtenção da magnésia é a
__________, a qual é composta por magnésia (MgO) e
____________. Esses se misturam conforme a formulação
MgCO3 em uma proporção de aproximadamente ______ de
MgO e _______ de CO2, que pode conter cerca de 9% de
impurezas de FeO, além dos elementos Ca e Mn, esses
Resolução comentada:
Os combustíveis nucleares, utilizados pelos reatores
de usinas nucleares, são produzidos por meio de
pós de cerâmica avançada. Os materiais cerâmicos
são extremamente duros e quebradiços, o que
impossibilita serem tratados mecanicamente, por
este motivo são conformados a partir de materiais
particulados, sendo prensados em matrizes
contendo a sua forma final. O processo mais
comumente empregado para obtenção do carbeto
de silício (SiC) é o processo Acherson, o qual
consiste na passagem de corrente elétrica através de
uma mistura contendo carvão e sílica (SiO2). Os
materiais particulados podem ser classificados de
diversas maneiras, porém no material de estudo
foram destacadas as seguintes propriedades: pureza;
Distribuição de Partículas; Reatividade e Formas
Polimórficas. Formas polimórficas correspondem ao
fato de um mesmo material possuir mais do que um
arranjo atômico possível, não se referindo à forma
das partículas em sí.
apenas elementos residuais.
Assinale a alternativa que completa a sentença
corretamente.
Alternativas:
Zirconita; dióxido de carbono; 47,8%; 52,2%.
Magnesita; monóxido de carbono; 52,2%; 47,8%.
Magnesita; dióxido de carbono; 47,8%; 52,2%. 
CORRETO
Bauxita; dióxido de carbono; 52,2%; 47,8%.
Zirconita; monóxido de carbono; 47,8%; 52,2%.
Código da questão: 47693
Resolução comentada:
O minério utilizado para a obtenção da magnésia é a
magnesita, que é composta por magnésia (MgO) e
dióxido de carbono (CO2). Esses se misturam
conforme a formulaçãoMgCO3 em uma proporção
de aproximadamente 47,8% de MgO e 52,2% de
CO2, que pode conter cerca de 9% de impurezas de
FeO, além dos elementos Ca e Mn, esses apenas
elementos residuais.
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