Materiais Cerâmicos e Vítreos

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17/03/2024, 21:27 Cosmos · Cosmos
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Materiais cerâmicos e vítreos
Professor(a): Bruno Pizol Invernizzi (Mestrado acadêmico)
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2)
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responder as questões consultando o material de estudos, mas lembre-se de cumprir o prazo estabelecido. Boa prova!
Analise a figura abaixo e as asserções que seguem sobre ela.
Fonte: adaptado de PETRUCCI, 1987, p. 11, fig. 3. 
I. A figura ilustra que o tempo a resistência à compressão aumenta com o tempo, para todas as estruturas, porém é mais pronunciada para a
estrutura -C2S, a qual leva anos para atingir a sua resistência máxima. 
 PORQUE 
II. Esse possui grãos mais grosseiros do que os demais, em que a demora para que se tenha o ganho de resistência é devido ao tempo de
hidratação dos seus grãos.
Alternativas:
A primeira asserção está correta, e a segunda está incorreta.  CORRETO
As duas asserções estão corretas, e a segunda não justifica a primeira.
A primeira asserção está incorreta, e a segunda está correta.
As duas asserções estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
As duas asserções estão incorretas.
Código da questão: 47706
O mineral mais utilizado comercialmente para a extração da zircônia é a ___________, que possui uma composição rica em óxidos de zircônio
e silício (ZrO4) , contendo cerca de 67% de ZrO2 e 33% de _______. Outro mineral, mais rico em zircônia, porém mais raro do que a zirconita, é
a __________, que é constituída por aproximadamente 98% de ZrO2, sendo o restante constituído por óxidos de háfnio (HfO2), o qual possui
uma estrutura cristalina similar à do ZrO2.
Assinale a alternativa que completa a sentença corretamente.
Alternativas:
Resolução comentada:
Analisando o gráfico, chega-se à conclusão de que a afirmativa I é verdadeira. Diversos fatores influenciam na duração da pega (tempo
decorrente entre o início e o fim de pega), como o fato de cimentos ricos em C3A terem uma pega mais rápida, uma vez que esse
composto reage imediatamente com a água, podendo esse tempo ser retardado pela adição de gesso, o qual é rico em SO3, composto
que retarda a hidratação. Já os cimentos ricos em C2S têm uma pega mais lenta, uma vez que a hidratação desses se dá de forma mais
lenta, portanto chega-se à conclusão de que a afirmativa II é falsa.
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3)
4)
Zirconita; sílica; badeleíta.  CORRETO
Badeleíta; silício; zirconita.
Badeleíta; sílica; bauxita.
Bauxita; silício; zirconita.
Zirconita; sílica; bauxita.
Código da questão: 47688
Na Prensagem, o material particulado (pó) é introduzido em um molde, onde será conformado por meio da aplicação de pressão, tomando
a forma do molde utilizado. Devido à alta resistência dos materiais cerâmicos à compressão, durante esse processamento o material não sofre
deformação plástica, porém é deformado elasticamente, sendo que durante a operação de desmoldagem deve-se cuidar para que o retorno
elástico não resulte em trincas na peça. A pressão realizada durante a prensagem pode ser uniaxial (ocorre em um único eixo da peça) ou
isostática (mesma pressão em todos as direções), dependendo do processo de prensagem escolhido. Além disso, o material pode ser
prensado à frio (temperatura ambiente) ou à quente, utilizando uma temperatura previamente estipulada.
Sobre a prensagem isostática de bolsa líquida, considere as seguintes afirmações:
I. Resulta em peças com grande variação de densidade, quando comparadas com as peças produzidas pelo processo de prensagem uniaxial.
II. Consiste na aplicação de pressão igual por todos os lados da peça.
III. Quando comparado ao processo de prensagem uniaxial, pode-se dizer que o seu molde possui, em geral, um custo mais baixo.
IV. É um processo lento, não sendo aplicável para produções em larga escala.
V. Possui um molde flexível, capaz de transmitir a pressão aplicada por um fluido compressível ao material particulado em seu interior.
São verdadeiras somente as afirmações:
Alternativas:
II - IV - V.
I - III - V.
II - III - IV.
I - II - IV.
II - III - IV V.  CORRETO
Código da questão: 47684
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 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, onde a 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
Resolução comentada:
Os principais minerais os quais podemos extrair a zircônia são a badeleíta e a zirconita, sendo que a baldaleita é mais rara e rica em
zircônia, constituída por até 98% dela, enquanto a zirconita possui altas concentrações de SiO2. A bauxita, por sua vez, é um minério
rico em alumina Al203, não tendo quantidades apreciáveis de zircônia.
Resolução comentada:
O produto fabricado pelo processo de prensagem isostática de bolsa líquida apresenta grande uniformidade de densidade, sendo
superior ao processo de prensagem uniaxial, pois a pressão aplicada por ele é igual em todos os sentidos, além do fato de o seu
ferramental apresentar um custo mais baixo, pois esse não é metálico, sendo constituído por um material flexível, como a borracha ou o
poliuretano, de modo a permitir que a pressão aplicada pelo fluido compressível seja transmitida ao material particulado presente no
seu interior, resultando assim na sua moldagem. Por fim, a desvantagem desse processo vem do fato de ele ser extremamente lento,
não sendo aplicável às produções em larga escala.
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5)
6)
III - V.
I - III - IV.
I - IV.
II - III - V.
Código da questão: 47694
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
Código da questão: 47699
Sobre os tipos de vidro mais utilizados no mercado, considere as seguintes afirmações:
I. Os vidros sodo-cálcicos contêm na sua composição principalmente CaO e Na2O.
II. A base desses vidros é o CaO.
III. Os vidros alumino-boro-silicatosão constituídos principalmente por SiO2, Al2O3 e B2O3.
IV. Os vidros borossilicatos são os que contêm o maior índice de refração, apresentando um brilho característico.
V. O B2O3 é um composto que ajuda a diminuir a viscosidade da sílica fundida, sem aumentar o coeficiente de expansão térmica.
São verdadeiras somente as afirmações:
Alternativas:
III - IV - 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 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:
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.
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.
17/03/2024, 21:27 Cosmos · Cosmos
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7)
8)
I - IV.
II - IV - V.
I - III - IV.
III - V.  CORRETO
Código da questão: 47704
I. A zircônia contendo estrutura tetragonal é muito requerida para aplicações de finalidade mecânica, devido a sua alta resistência à flexão.
PORQUE
II. Durante a propagação de uma trinca ocorre um mecanismo de tenacificação, devido à transformação da fase tetragonal em fase
monoclínica, resultando em “fechamento” da trinca e em tensões compressivas nos arredores dela.
Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
As duas asserções estão correta,s e a segunda não justifica a primeira.  CORRETO
As duas asserções estão incorretas.
A primeira asserção está correta, e a segunda está incorreta.
A primeira asserção está incorreta, e a segunda está correta..
As duas asserções estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
Código da questão: 47691
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, 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 Iônica.
Metálica e Eletrostática.
Metálica e Covalente.
Covalente e Eletrostática.
Iônica e Covalente.  CORRETO
Resolução comentada:
Os vidros sodo-cálcicos são os mais fabricados, correspondendo a 85% da produção mundial de vidros. Esses contêm como
composição aproximada 60% a 75% de sílica (SiO2), 12% a 18% de óxido de sódio (Na2O) e 5% a 12% de óxido de cálcio (CaO),
portanto, apesar do nome, o principal elemento desses vidros é a Sílica (SiO2), sendo essa seguida pelos demais, portanto a afirmativa I
é falsa. Os vidros mais utilizados no mundo são à base de silicato (SiO2), os quais podem receber outros compostos dependendo do
seu emprego, podendo ser dos seguintes tipos: Sodo-cálcico (adições de Na2O e CaO); Borosilicato (adições de B2O3); Alumino-boro-
silicato (Adições de Al2O3 e B2O3); com chumbo (adições de PbO), portanto a afirmativa II é falsa. Os vidros Alumino-boro-silicato
possuem composição similar aos vidros borossilicatos, podendo conter mais de 10% de B2O3, porém possuem adições que podem ser
de até 20% de alumina (Al2O3), lembrando que a Sílica está presente como principal elemento em todos esses vidros, portanto a
afirmativa III é verdadeira. Vidros contendo chumbo possuem mais de 20% de óxido de chumbo em sua composição, resultando em
maiores índices de refração, aumentando o brilho do vidro, bem como a sua densidade, porém reduzindo a sua dureza e a sua
resistividade elétrica, portanto a afirmativa IV é falsa. Os vidros borossilicatos são os vidros do tipo Pyrex , possuem composição similar
aos vidros sodo-cálcicos, porém adiciona-se a esses ao menos 5% de boro, o qual ajuda a diminuir a viscosidade da sílica fundida, sem
aumentar o coeficiente de expansão térmica, resultando ainda em maior resistência a altas temperaturas e a choques térmicos,
portanto a afirmativa V é verdadeira.
Resolução comentada:
As duas asserções estão corretas, porém o mecanismo de tenacificação não explica a alta resistência à flexão, mas sim a alta tenacidade
do material.
Resolução comentada:
17/03/2024, 21:27 Cosmos · Cosmos
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9)
10)
Código da questão: 47672
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:
Sílica dopara e sílica de elevada pureza
Óxido de boro e sílica.
Sílica e plástico.
Plástico e sílica.
Sílica de elevada pureza e sílica dopada.  CORRETO
Código da questão: 47702
I. Durante a operação de sinterização sob pressão tem-se uma maior densificação dos materiais em relação ao processo de sinterização
em fase sólida.
PORQUE
II. Esse processo resulta na formação de fase líquida.
Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção está correta, e a segunda está incorreta.  CORRETO
As duas asserçõesestão corretas, e a segunda justifica a primeira.
A primeira asserção está incorreta, e a segunda está correta. .
As duas asserções estão incorretas.
As duas asserções estão corretas, e a segunda não justifica a primeira.
Código da questão: 47681
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.
Resolução comentada:
Os processos CVD resultam em uma casca em sílica, sendo que o núcleo resulta em sílica dopada.
Resolução comentada:
A primeira asserção está correta, pois o processo de sinterização sob pressão une 2 variáveis (pressão e temperatura) que ajudam na
densificação, porém nesse processo não ocorre a formação de fase líquida, uma vez que ela ocorre somente no processo de
sinterização em fase líquida.
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