Lista de exercícios cerâmica

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Lista de exercícios – cerâmica 
1) Defina os materiais cerâmicos. Cerâmica – grego keramikos ( "material queimado“). 
Cerâmica: compreende todos os materiais inorgânicos, obtidos geralmente após 
tratamento térmico em temperaturas elevadas. São constituídos entre elementos metálicos 
e não-metálicos para as quais as ligações são totalmente ou predominantemente iônicas. 
2) Quais as principais características dos materiais cerâmicos? Isolantes a passagem de 
calor e eletricidade; Não são dúcteis (susceptiveis à fratura); Resistentes a altas 
temperaturas e a ambientes corrosivos e Podem ser transparentes ou opacas 
3) Fale a respeito da magnitude de carga elétrica dos íons que compõe uma cerâmica. 
O cristal deve ser eletricamente neutro (cargas positivas do cátion devem ser 
contrabalanceadas por igual número de cargas negativas do ânion). A fórmula química 
de um composto indica a razão de cátions para ânions, ou a composição que satisfaz este 
balanço de carga. 
Exemplo - fluoreto de cálcio (CaF2 ) . Cada íon de cálcio tem uma carga +2 (Ca2+ ) e 
associado com cada íon fluoreto se encontra uma única carga negativa (F- ). Assim, deve 
existir 2 vezes mais íons F- do que íons Ca2+ , que se encontra refletido na fórmula 
química (CaF2 ). 
4) Explique a relação entre os tamanhos relativos dos cátions e aníons nos materiais 
cerâmicos e relacione com a estabilidade das cerâmicas. 
Uma vez que os elementos metálicos fornecem elétrons quando ionizados, cátions são 
menores do que ânions e, consequentemente, a razão (rC / rA) é menor do que a unidade 
(<1). Cada cátion prefere ter o maior número possível de ânions como vizinhos mais 
próximos. Os ânions também desejam um número máximo de cátions como vizinhos 
mais próximos. As estruturas cristalinas cerâmicas estáveis se formam quando os ânions 
que estão circundando o cátion, estão todos em contato com aquele cátion. 
 
5) Explique os seguintes tipos de estruturas cristalinas que as cerâmicas podem 
apresentar: Tipo AX; Tipo AmXp; Tipo AmBnXp 
AX: São aquelas em que existem números iguais de cátions e de aníons. A – cátion X – 
âníon Tipos de estruturas cristalinas para os compostos AX : Estrutura do sal-gema 
(cloreto de sódio); Estrutura do cloreto de césio; Estrutura da blenda de zinco. Observação 
- blenda (mineral composto por sulfeto de zinco). 
AmXp: Se as cargas dos cátions e ânions não forem iguais, pode existir um composto 
com a fórmula AmXp , onde m e/ou p são diferentes de 1. Exemplo: estrutura do tipo 
AX2 - fluorita (CaF2 ). A – cátion X – ânion A fórmula química mostra que o número de 
íons Ca2+ é apenas a metade do número de íons F- . 
AmBnXp: Quando compostos cerâmicos apresentam mais de um tipo de cátion (2 tipos 
de cátions representados por A e B), suas fórmulas químicas podem ser designadas por 
AmBnXp. A e B – cátions X – ânion Exemplo: Titanato de bário (BaTiO3 ) - cátions de 
Ba2+ e cátions de Ti4+ . 
6) As cerâmicas podem ter como base os silicatos. Defina os silicatos. Silicatos – 
materiais compostos principalmente por silício e oxigênio, os dois elementos mais 
abundantes na crosta terrestre, consequentemente, a maior parte dos solos, rochas, argilas 
e areia enquadram-se na classificação dos silicatos. 
7) Explique como ocorrem os defeitos de Frenkel e de Schottky nas cerâmicas. 
Defeito de Frenkel - estruturas tipo AX: Envolve um par composto por uma lacuna 
catiônica e um cátion intersticial; Um cátion deixa sua posição normal e se move para um 
sítio intersticial; Não existe alteração na carga, uma vez que o cátion mantém a mesma 
carga positiva como um átomo intersticial. 
Defeito de Schottky - estruturas AX: Envolve um par de vacância de cátion e vacância de 
ânion. Defeito pode ser originado pela remoção de um cátion e de um ânion a partir do 
interior do cristal, sendo deslocados para uma superfície externa. Uma vez que para cada 
vacância de ânion existe uma vacância de cátion, a neutralidade de carga do cristal é 
mantida. 
 
 
 
8) Fale a respeito das argilas, matéria-prima para a fabricação das cerâmicas tradicionais. 
Proveniente da decomposição, das rochas feldspáticas, abundantes na crosta terrestre. 
Pode ser encontrada na superfície ou em minas subterrâneas; São aluminossilicatos, sendo 
compostas de alumina (Al2O3 ) e sílica (SiO2 ), contendo certa quantidade de água. 
Geralmente contém impurezas, devendo ser beneficiada através de processos mecânicos 
e químicos. 
Algumas características: Quando na forma de pó e úmidas - são plásticas e moldáveis; 
Quando encontram-se secas - são rígidas; Quando queimadas (temperatura elevada) - são 
vitrosas. 
9) O feldspato é um componente presente nas formulações cerâmicas. Explique sua 
atuação e quais benefícios do seu uso na fabricação das cerâmicas. 
Fundente: O feldspato atua como um fundente em cerâmica, o que significa que ele reduz 
a temperatura de fusão da mistura de matérias-primas cerâmicas. Isso é crucial para a 
fabricação de cerâmicas, pois permite que os materiais se tornem maleáveis e possam ser 
moldados e fundidos em formas desejadas a temperaturas mais baixas, economizando 
energia e custos de produção. 
Alguns benefícios: Aumento da plasticidade; Melhoria da estabilidade térmica; Reforço 
estrutural e Variedade de cores. 
10) As cerâmicas quanto as suas aplicações são classificadas em diversos tipos. Quais 
são esses tipos? Dê exemplos de objetos cerâmicos utilizados no dia a dia. 
A maioria dos materiais cerâmicos apresenta uma classificação que inclui os seguintes 
grupos: vidros, produtos estruturais à base de argila, louças brancas, refratários, abrasivos, 
cimentos e as cerâmicas avançadas. 
Exemplos: copos de vidro; tijolos; jarros; tijolos refratários (usados em churrasqueiras) 
etc.