Ceramica Tecnica Final

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1. INTRODUÇÃO 
 
A utilização de cerâmica industrial teve início no século XIX, quando foi desenvolvida 
pela primeira vez a porcelana para isolamento elétrico de alta tensão. A partir daí a 
demanda por materiais que possuem propriedades específicas usadas em cerâmica 
industrial começou a ganhar força, tendo o final do século XX como o período de 
consolidação das novas aplicações da cerâmica, o que levou a denominação que 
separa a cerâmica industrial da cerâmica comum, passando também a ser conhecida 
como cerâmica avançada. A cerâmica técnica, também conhecida como cerâmica de 
engenharia, consiste em um procedimento de fabricação de peças, com materiais de 
alta nobreza, por meio de máquinas tecnológicas e modernas. Normalmente 
produzidas com matérias-primas selecionadas de altíssima pureza química, terras 
raras como ítrio, cério. Óxidos metálicos como alumina e zircônia, por exemplo, são 
os mais comuns, sendo usados puros ou misturados a outros materiais, para adquirir 
novas propriedades. Confiável por longos períodos de serviço nas condições mais 
desafiadoras, as cerâmicas técnicas são rotineiramente implantadas em condições 
em que outros materiais certamente falhariam. Embora as cerâmicas técnicas sejam 
um amplo grupo de ligas não metálicas com propriedades termodinâmicas e químicas 
variáveis, elas são unificadas por uma boa resistência à corrosão, desgaste e altas 
temperaturas - em relação a outros materiais de engenharia. A cerâmica técnica é 
muito aplicada nos segmentos industriais, principalmente, no setor automobilístico, 
para a confecção de velas de ignição e componentes do motor. Além disso, as peças 
também podem ser usadas em metalúrgicas e em sistemas elétricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. INFORMAÇÕES TÉCNICAS - PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 
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Os processos de fabricação empregados pelos diversos segmentos cerâmicos 
assemelham-se parcial ou totalmente. Esses processos de fabricação podem diferir 
de acordo com o tipo de peça ou material desejado. De um modo geral eles 
compreendem as etapas de preparação da matéria-prima e da massa, formação das 
peças, tratamento térmico e acabamento. 
 
2.1 PREPARAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 
 
Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é 
natural, encontrando-se em depósitos espalhados na crosta terrestre. Após a 
mineração, os materiais devem ser beneficiados, isto é, desagregados ou moídos, 
classificados de acordo com a granulometria e muitas vezes também purificadas. O 
processo de fabricação, propriamente dito, tem início somente após essas operações. 
As matérias-primas sintéticas geralmente são fornecidas prontas para uso, 
necessitando apenas, em alguns casos, de um ajuste de granulometria. 
 
2.2 PREPARAÇÃO DA MASSA 
 
Os materiais cerâmicos geralmente são fabricados a partir da composição de duas ou 
mais matérias-primas, além de aditivos e água ou outro meio. Mesmo no caso da 
cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como matéria-prima, dois ou 
mais tipos de argilas com características diferentes entram na sua composição. 
Raramente emprega-se apenas uma única matéria-prima. 
 
Dessa forma, uma das etapas fundamentais do processo de fabricação de produtos 
cerâmicos é a dosagem das matérias-primas e dos aditivos, que deve seguir com rigor 
as formulações de massas, previamente estabelecidas. Os diferentes tipos de massas 
são preparados de acordo com a técnica a ser empregada para dar forma às peças. 
De modo geral, as massas podem ser classificadas em: 
 
- Suspensão, também chamada barbotina, para obtenção de peças em moldes de 
gesso ou resinas porosas; 
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- Massas secas ou semissecas, na forma granulada, para obtenção de peças por 
prensagem; 
- Massas plásticas, para obtenção de peças por extrusão, seguida ou não de 
torneamento ou prensagem. 
 
2.3 FORMAÇÃO DAS PEÇAS 
 
Existem diversos processos para dar forma às peças cerâmicas, e a seleção de um 
deles depende fundamentalmente de fatores econômicos, da geometria e das 
características do produto. Os métodos mais utilizados compreendem: colagem, 
prensagem, extrusão e torneamento. 
 
2.3.1 COLAGEM OU FUNDIÇÃO 
Consiste em verter uma suspensão (barbotina) num molde de gesso, onde permanece 
durante um certo tempo até que a água contida na suspensão seja absorvida pelo 
gesso; enquanto isso, as partículas sólidas vão se acomodando na superfície do 
molde, formando a parede da peça. O produto assim formado apresentará uma 
configuração externa que reproduz a forma interna do molde de gesso. 
Mais recentemente tem se difundido a fundição sob pressão em moldes de resina 
porosa. 
 
2.3.2 PRENSAGEM 
Nesta operação utiliza-se sempre que possível massas granuladas e com baixo de 
teor de umidade. Diversos são os tipos de prensa utilizados, como fricção, hidráulica 
e hidráulica-mecânica, podendo ser de mono ou dupla ação e ainda ter dispositivos 
de vibração, vácuo e aquecimento. Para muitas aplicações são empregadas prensas 
isostáticas, cujo sistema difere dos outros. A massa granulada com praticamente 0% 
de umidade é colocada num molde de borracha ou outro material polimérico, que é 
em seguida fechado hermeticamente e introduzido numa câmara contendo um fluido, 
que é comprimido e em consequência exercendo uma forte pressão, por igual, no 
molde. 
 
No caso de grandes produções de peças que apresentam seções pequenas em 
relação ao comprimento, a pressão é exercida somente sobre a face maior para 
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facilitar a extração da peça, como é o caso da parte cerâmica da vela do automóvel, 
isoladores elétricos e outros. O princípio da prensagem isostática também está sendo 
aplicado para obtenção de materiais de revestimento (placas cerâmicas), onde. A 
punção superior da prensa é revestida por uma membrana polimérica, com uma 
camada interposta de óleo, que distribui a pressão de modo uniforme sobre toda a 
superfície ou peça a ser prensada. Outra aplicação da prensagem isostática que vem 
crescendo, é na fabricação de determinadas peças do segmento de louça de mesa. 
 
2.3.3 EXTRUSÃO 
A massa plástica é colocada numa extrusora, também conhecida como maromba, 
onde é compactada e forçada por um pistão ou eixo helicoidal, através de bocal com 
determinado formato. Como resultado obtém-se uma coluna extrudada, com seção 
transversal com o formato e dimensões desejados; em seguida, essa coluna é 
cortada, obtendo-se desse modo peças como tijolos vazados, blocos, tubos e outros 
produtos de formato regular. 
 
A extrusão pode ser uma etapa intermediária do processo de formação, seguindo-se, 
após corte da coluna extrudada, como é o caso da maioria das telhas, ou o 
torneamento, como para os isoladores elétricos, xícaras e pratos, entre outros. 
 
2.3.4 TORNEAMENTO 
Como descrito anteriormente, o torneamento em geral é uma etapa posterior à 
extrusão, realizada em tornos mecânicos ou manuais, onde a peça adquire seu 
formato final. 
 
2.4 TRATAMENTO TÉRMICO 
O processamento térmico é de fundamental importância para obtenção dos produtos 
cerâmicos, pois dele dependem o desenvolvimento das propriedades finais destes 
produtos. Esse tratamento compreende as etapas de secagem e queima. 
 
2.4.1 SECAGEM 
Após a etapa de formação, as peças em geral continuam a conter água, proveniente 
da preparação da massa. Para evitar tensões e, consequentemente, defeitos nas 
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peças, é necessário eliminar essa água, de forma lenta e gradual, em secadores 
intermitentes ou contínuos, a temperaturas variáveis entre 50 ºC e 150 ºC. 
 
2.4.2 QUEIMA 
Nessa operação, conhecida também por sinterização, os produtos adquirem suas 
propriedades finais. As peças, após secagem, são submetidas a um tratamento 
térmico a temperaturas elevadas, que para a maioria dos produtos situa-se entre 800 
ºC a 1700 ºC, em fornos contínuos ou intermitentes que operam em três fases: 
 
- Aquecimento da temperaturaambiente até a temperatura desejada; 
- Patamar durante certo tempo na temperatura especificada; 
- Resfriamento até temperaturas inferiores a 200 ºC. 
 
O ciclo de queima compreendendo as três fases, dependendo do tipo de produto, 
pode variar de alguns minutos até vários dias. 
 
Durante esse tratamento ocorre uma série de transformações em função dos 
componentes da massa, tais como: perda de massa, desenvolvimento de novas fases 
cristalinas, formação de fase vítrea e a soldagem dos grãos. Portanto, em função do 
tratamento térmico e das características das diferentes matérias-primas são obtidos 
produtos para as mais diversas aplicações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.5 ACABAMENTO 
 
Normalmente, a maioria dos produtos cerâmicos é retirada dos fornos, inspecionada 
e remetida ao consumo. Alguns produtos, no entanto, requerem processamento 
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adicional para atender a algumas características, não possíveis de serem obtidas 
durante o processo de fabricação. O processamento pós-queima recebe o nome 
genérico de acabamento e pode incluir polimento, corte, furação, entre outros. 
 
menores as partículas usadas, maiores são as possibilidades de se obter produtos 
com densidades próximas a densidade teórica dos materiais precursores. 
 
3. CERÂMICA TÉCNICA OU INDUSTRIAL - APLICAÇÕES 
 
A cerâmica industrial na maioria dos casos pode até passar despercebida, mas é 
indispensável para o bom funcionamento de equipamentos e maquinas de última 
geração. Seu desenvolvimento atende as necessidades de indústrias que se 
destacam por eficiência e alta tecnologia para estar à frente de um mercado cada vez 
mais competitivo. 
No setor automotivo, a aplicação de cerâmica industrial garante mais segurança e ao 
conforto dos usuários. 
Componentes como velas de ignição, catalisadores, discos de freio, rolamentos 
cerâmicos e pistões estão entre aplicações de cerâmica industrial que possibilitam a 
fabricação um automóvel moderno e seguro. 
No setor de eletrônicos é aplicada em dissipadores cerâmicos, resistores de alta 
potência, isoladores, capacitores. 
No setor médico, próteses de articulação para a bacia são usadas pela ortopedia para 
dar qualidade de vida aos pacientes. 
Nos modernos smartphones telas de safira resistentes ao risco. 
No setor culinário como facas com lâmina de cerâmica e utensílios para cozinha são 
alguns dos exemplos de sucesso da aplicação de cerâmica técnica ou industrial. 
 
 
 
4. USO DE CERÂMICAS TÉCNICAS PARA MONITORAMENTO DE PROCESSOS 
 
O monitoramento do processo é um desafio nas fundições de vidro e metal. Amostrar 
temperaturas de fusão ou gás de combustão significa expor sondas sensíveis a 
ambientes corrosivos de alta temperatura. Os termopares são usados em todo o 
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espectro da engenharia e da indústria para obter leituras de temperatura precisas in 
situ 
Embora confiáveis e precisos em temperaturas acima de 1,000 ° C (1,832 ° F), os 
termopares são propensos à corrosão em atmosferas adversas e não podem suportar 
o choque térmico severo associado às aplicações de fundição 
Uma solução fácil para este problema é embainhar os termopares em um tubo de 
proteção composto de uma cerâmica técnica como alumina, carbeto de silício ou 
zircônia. 
 
5. CERÂMICA TÉCNICA PARA TUBOS TERMOPARES 
 
Embora alumina e zircônia possam ser usadas para tubos de proteção de termopar, 
o carboneto de silício de alta pureza oferece o melhor nível de desempenho devido à 
sua alta densidade, baixa porosidade e excelente condutividade térmica. 
o carboneto de silício era usado com moderação em aplicações de fundição devido a 
problemas associados com pureza e porosidade. 
carboneto de silício monofásico resolve esses desafios com excelente uniformidade e 
integridade química absoluta, oferecendo resistência universal à corrosão. Isso é 
obtido por meio de um processo de sinterização e extrusão sem pressão, que produz 
carboneto de silício de grão fino auto aglutinado sem a necessidade de aglutinantes 
ou cargas. 
 
Os tubos de proteção de termopar de carboneto de silício são ideais para tubos 
sensores de temperatura em ambientes de trabalho desafiadores, garantindo 
desempenho de longa duração para requisitos de manutenção reduzidos e maior 
tempo de atividade para processos críticos. 
 
 
6. VANTAGENS DA CERÂMICA TÉCNICA 
 
Além da alta tecnologia empregada e as inúmeras capacidades de aplicação, a 
cerâmica técnica também é reconhecida pela excelência de qualidade de fabricação 
e garantia certificada. Isso porque os produtos confeccionados por meio desse 
procedimento possuem grande durabilidade e resistência, resultando em um 
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excelente custo-benefício. Por esse motivo, o procedimento tem crescido no mercado. 
Além disso, as peças contam com alta densidade e rigidez (módulo de Young), que 
permite a utilização dos itens em ambientes agressivos. Entre outras qualidades da 
cerâmica técnica, podemos descrever: 
 
• Pode ser aplicado o processo de metalização (tecnologia de junção); 
• A cerâmica técnica tem piezoeletricidade e dinâmica. 
A piezoeletricidade é uma forma de geração de energia que se baseia na obtenção 
de uma diferença de potencial elétrico a partir da deformação de materiais específicos. 
Ao sofrerem deformação, esses materiais geram uma carga elétrica que pode ser 
armazenada e posteriormente utilizada. 
Baseado em muito estudo e desenvolvimento de tecnologias, a cerâmica tem o 
potencial de substituir o metal em uma infinidade de aplicações conferindo inúmeras 
vantagens a todo o processo, consequentemente gerando procedimentos mais 
eficientes. 
 
 
 
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7. REFERÊNCIAS 
 
CERÂMICA TÉCNICA, Ceraltec. Disponível em: 
https://www.ceraltec.com.br/ceramica-tecnica. Acessado em: 07/11/2022. 
CERÂMICA TÉCNICA, Teccer. Disponível em: https://www.teccer.com.br/ceramica-
tecnica. Acessado em: 07/11/2022. 
INFORMAÇÕES TÉCNICAS - PROCESSOS DE FABRICAÇÃO, Associação 
brasileira de cerâmica. Disponível em: Processo de Fabricação – ABCERAM. 
Acessado em: 10/11/2022. 
CERÂMICA INDUSTRIAL, Macéa. Disponível em: Cerâmica industrial 
(macea.com.br). Acessado em 10/11/2022. 
Termopares: Cerâmica Técnica em Tubos Sensores, saint-gobain. Disponível em: 
Cerâmica Técnica em Tubos Sensores | Artigos (saint-gobain.com). Acessado em: 
10/11/2022. 
 
https://www.ceraltec.com.br/ceramica-tecnica
https://www.teccer.com.br/ceramica-tecnica
https://www.teccer.com.br/ceramica-tecnica
https://abceram.org.br/processo-de-fabricacao/
https://www.macea.com.br/ceramica-industrial
https://www.macea.com.br/ceramica-industrial
https://www.ceramicsrefractories.saint-gobain.com/pt/novos-artigos/tubos-sensores-de-cer%C3%A2mica-t%C3%A9cnica-termopares