Materiais Cerâmicos: Características e Fabricação

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Química dos Materiais
Prof. João Mattos
Aula 4
Materiais Cerâmicos (Cimentos e Vidros)
Os materiais cerâmicos são compostos originados a partir de elementos metálicos e não metálicos, na maioria das vezes originando óxidos, carbetos ou nitretos.
Alguns autores incluem neste estudo as cerâmicas argilosas (as porcelanas), assim como os cimentos e vidros.
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Materiais Cerâmicos (Cimentos e Vidros)
Características Gerais
Alta dureza.
Fragilidade (baixa capacidade de absorver energia através de deformação plástica).
Isolantes elétricos.
 Isolantes térmicos.
Resistentes a corrosão.
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Materiais Cerâmicos (Vidros)
Os vidros são materiais não cristalinos como predominância de SiO2 (70%) aproximadamente e adição de outros óxidos.
CaO.
NaO.
K2O.
Al2O3.
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Alteram a transparência ótica e a facilidade de fabricação (viscosidade)
Materiais Cerâmicos (Vidrocerâmicos)
São vidros com um determinado grau de cristalinidade, criada a partir de tratamentos térmico adequado (às vezes, com a adição do dióxido de titânio).
Propriedades dos vidrocerâmicos:
Baixo coeficiente de expansão (diminuindo a probabilidade de ocorrer choque térmico).
Maior resistência mecânica.
Compatibilidade com altas temperaturas.
 Boas propriedades dielétricas.
Boa compatibilidade biológica.
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Materiais Cerâmicos (Cerâmicas Argilosas)
Argila é o material composto de pequeníssimas partículas minerais (na ordem de 0,002mm) oriundas da degradação de rochas. Estas partículas, quando agregadas em ambiente úmido, possuem grande plasticidade, sendo utilizadas na produção de cerâmicos estruturais e louças brancas.
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Grande Plasticidade
Cerâmicas Estruturais
Louças Brancas
Materiais Cerâmicos (Refratários)
São cerâmicas que podem ser submetidas a ambientes de altas temperaturas sem sofrer fusão ou decomposição, permanecendo inertes neste ambiente.
As argilas refratárias são formadas por Al2O3, SiO2, MgO, CaO, TiO2 entre outros e em diversas composições.
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Forno Mufla
Material Refratário
Materiais Cerâmicos (Abrasivos)
São cerâmicas utilizados para polir, desgastar ou cortar outros materiais de menor dureza.
Exemplos de cerâmicos abrasivos: Carbeto de Tungstênio (WC), Carbeto de Silício, Óxido de Alumínio e Areia de Sílica.
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Lixa com Material Abrasivo
Amostra 
Metalográfica
Materiais Cerâmicos (Cimentos)
Uma características destes materiais, comercializados na forma de pó é a de que quando misturados com água “pegam” e endurecem.
Exemplo: Cimento Porland: é um produto obtido a partir da moagem conjunta de argila e minerais, contendo cal em diversas proporções. Esta mistura é aquecida em torno de 1.400oC e moída novamente para obtenção de pó fino.
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Materiais Cerâmicos (Avançados)
São aqueles obtidos com reagentes de alta pureza e processamento sofisticados para obtenção de produtos de alto desempenho.
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Produção de Microesferas
de UO2
Materiais Cerâmicos (Fabricação)
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Minerais no Estado Bruto
Conformação
Mistura e Moagem
Materiais Cerâmicos (Fabricação)
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Usinagem do Corpo Verde
Acabamento e 
Controle de Qualidade
Tratamento Térmico
Materiais Cerâmicos (Tratamento Térmico - secagem)
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Risco de Fragmentação
Materiais Cerâmicos (Tratamento Térmico - Sinterização)
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Partículas (pó)
Poros
Material Densificado
Química dos Materiais
Prof. João Mattos
Atividade
Atividade
Suponha que você tivesse que fabricar um objeto cerâmico de alta resistência mecânica a partir da prensagem de pós e um aglutinante.
Quais parâmetros você escolheria para a etapa de tratamento térmico?
Secagem: ( ) Baixa taxa de aquecimento; ( ) Alta taxa de aquecimento.
Sinterização: Temperatura T1 ou T2, com T2>T1?
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