materiais cerâmicos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO CIENCIAS E TECNOLOGIA AGRO ALIMENTAR
Adson Felipe Santos Araújo
Emanoela Faustino de Lima
Thales Andrade
Vinicius Alyson da Silva Lima
Matérias cerâmicos 
Pombal-PB
O termo “cerâmica” se origina da palavra grega “keramikos”, que significa material queimado. De acordo com esse significado, os antigos povos gregos afirmavam que a cerâmica era proveniente da combinação dos quatro elementos que constituíam o planeta, que eram : água, terra, fogo e ar.
Cerâmica é um material inorgânico, não metálico, obtido através da moldagem, secagem e cozimento da argila ou materiais afins. A utilização dos materiais cerâmicos é datada desde os tempos mais remotos, foi um dos primeiros materiais usados pelo homem, certamente pela existência de material abundante e pela facilidade em serem aplicados.
Existem relatos bíblicos sobre a utilização de cerâmicos nas construções. os povos Assírios e Caldeus foram os primeiros povos a fabricarem tijolos, enquanto que na Pérsia e no Egito já utilizavam o barro nas construções de casas. Os Romanos surgiram como dispersores dos materiais cerâmicos no antigo mundo e os árabes revalorizaram esse material tempos depois por ser abundante e barato. Os fatos históricos da humanidade se correlacionam com os cerâmicos, pelo fato das peças cerâmicas serem os principais métodos de estudos de arqueólogos à respeito dos seres humanos e das formas e divisão da sociedade do mundo antigo.
A cerâmica está presente no cotidiano da humanidade desde o tempo neolítico, cerca de 10 mil anos atrás e ultimamente devido a crescente necessidade de materiais que apresentem propriedades físico-químicas peculiares, a ciência vem desenvolvendo cerâmicas de alta tecnologia com características distintas, resistentes a elevadas temperaturas e pressões, com melhores propriedades mecânicas, características elétricas especiais e inertes a agentes químicos e corrosivos; o que tem impulsionado a importância desse material no meio cientifico e, consequentemente, na forma de novos utensílios domésticos, eletrônicos, computacionais entre outros.
A maior parte dos materiais cerâmicos apresenta em sua composição elementos metálicos e não metálicos, para os quais as ligações entre os átomos são totalmente iônicas ou predominantemente iônicas, apresentando algum caráter covalente; são menos densas que a maioria dos metais e suas ligas. A variedade de propriedades mecânicas e físicas permitem aplicações em diversos campos, que tem como vantagem na produção e utilização das cerâmicas o fato dos materiais usados serem abundantes e de baixo custo. Esses materiais são, na maioria das vezes, bons isolantes elétricos, apesar de que podem existir materiais cerâmicos semicondutores, condutores e supercondutores, os dois últimos em faixas especificas de temperatura são estáveis sob condições ambientais severas. Devido sua dureza e rigidez, são empregados quando uma ação abrasiva ou moderada é requerida. A dureza de um material cerâmico é medido de acordo com a dureza em knoop, entretanto, geralmente são frágeis e possuem densidade baixa em relação a maioria dos metais e maior resistência a corrosão que metais e polímeros.
Os materiais cerâmicos apresentam: capacidade de condutividade térmica, auto ponto de fusão e baixo coeficiente de expansão térmica. O coeficiente de expansão térmica, mede a alteração de comprimento ou volume que um corpo sofre quando exposto a alteração de temperatura, experimentando uma dilatação térmica. Devido a essas propriedades de suportar altas temperaturas e ter um baixo coeficiente de expansão térmica, a cerâmica é muito utilizada na indústria aero espacial, pelo fato de que o material suporta condições extremas. 	
Os materiais cerâmicos possuem uma densidade média considerada baixa, com cerca de 2 a 3 g/cm³; um alto valor de dureza (resistência à abrasão), podendo variar bastante conforme a composição do material; um alto módulo de elasticidade, cerca de 45.500 kgf/mm² e alta fragilidade em relação à tração, com em média 17 kgf/mm², não apresentando deformação plástica em baixas temperaturas, embora possuindo classes de materiais cerâmicos que são superplásticos. Em contrapartida apresentam alta resistência em relação a compressão, de 1 a 30 MPa, e desgaste.
	São, em sua maioria, ótimos isolantes acústicos, elétricos e térmicos devido as ligações iônicas presentes, embora possuam classes desses materiais que são supercondutores. Possuem também alto ponto de fusão e podem ser transparentes. As propriedades mecânicas são mais baixas quando comparado com os metais, mas essa resistência pode ser aumentada aquecendo o material a altas temperaturas.
	Outra propriedade de destaque dos materiais cerâmicos é a resistência a altas temperaturas com as propriedades químicas não se alterando. Devido essa característica as cerâmicas são amplamente utilizadas na construção de fornos siderúrgicos e blindagem ao aquecimento de ônibus espaciais.
	Conforme a ABCERAM (2016), os processos de fabricação dos materiais cerâmicos assemelham-se de maneira parcial ou integralmente. De forma mais abrangente, o procedimento compreende as etapas de matéria – prima e da massa, conformação de peça, tratamento térmico e acabamento. Além desses processos citados anteriormente, vários produtos são submetidos a esmaltação e decoração. 
 	“Uma das principais preocupações na utilização de materiais cerâmicos é o método da fabricação. Diferentemente de outros tipos de materiais, como polímeros e metais, que possuem operações acima da temperatura de fusão ou utilizando deformação plástica, os materiais cerâmicos possuem elevada temperatura de fusão, alta dureza e natureza mecânica frágil. Essas características tornam os métodos convencionais de conformação de materiais inviáveis técnica ou financeiramente.” (TRINDADE,2013)
	Sendo assim, torna-se fundamental a descrição das etapas inerentes à obtenção dos materiais refratários. O primeiro procedimento é pertinente à preparação de massa. Nesse caso, ocorre a mistura dos materiais de forma homogênea, de modo a estabelecer uma dosagem adequada dos aditivos, separando-os minuciosamente de acordo com suas respectivas granulometrias. A próxima etapa é a moagem (processo também pertinente à preparação de matéria – prima e massas), consiste na trituração das partículas de tamanhos maiores por intermédio de trituradores e moinhos. Posteriormente a esse processo, tem-se a conformação da peça, a qual se caracteriza pela formação do material, agregando aspectos geométricos e econômicos. Esta técnica subdivide-se em: colagem, torneamento, extrusão, prensagem e injeção. 
	“O método da colagem ou fundição consiste em verter uma suspensão (barbotina) num molde de gesso, onde permanece durante certo tempo até que a água contida na suspensão seja absolvida pelo gesso; enquanto isso, as partículas 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.” (ABCERAM,2016)
	O método do torneamento é um processo de usinagem posterior à colagem que consiste rotacionar um determinado material em torno de uma máquina, onde a peça adquire seu formato final. Consoante a esse mecanismo, a prática da extrusão está relacionada ao estiramento ou compactação do material através de um dispositivo denominado extrudador, objetivando produzir utensílios acabados que variam em forma.
	A prensagem é um método de conformação que presume a compactação da massa inserida numa matriz operacional, por intermédio da pressão aplicada no local hermeticamente fechado, passível de receber uma compressão. Além disso, a técnica proporciona elevada produtividade, facilidade nos processos de automação e produção de peças de formas e tamanhos variados.
	A moldagem por injeção é um processo de conformação viabiliza a produção de um número significativo de peças em série e a um custo relativamente baixo, além de caracterizarem ótimareprodutibilidade.
	Além desses processos citados preliminarmente, têm-se a secagem e a queima (ambos constituintes do tratamento térmico). O primeiro procedimento é caracterizado pela eliminação por evaporação de grande parte da água presente no material e ocorre de duas maneiras : artificial (por intermédio de secadoras intermitentes à temperaturas variáveis entre 50°C e 150°C) e natural ( por efeitos biológicos, naturais). A queima é um processo posterior à secagem, os produtos começam a adquirir as características finais. Geralmente, ocorre à elevadas temperaturas (entre 800°C e 1700°C). O aspecto que vai definir a temperatura dessa etapa é a composição química da mistura de modo a conseguir certas reações. Nessa perspectiva, há quatro tipos de reações : desidratação, calcinação (decomposição química pela ação do calor), oxidação (combinação de um elemento químico presente na mistura com o oxigênio presente na atmosfera do forno) e formação de silicatos. Essas reações acarretam transformações que geram sólidos cristalinos e vítreos que com uma textura adequada, estabelecem as formas desejáveis das peças.
	O processo que conclui a fabricação dos materiais cerâmicos é o acabamento. Essa técnica é imprescindível à constituição da forma final das peças. Certas propriedades tornam-se notórias exclusivamente pelo acabamento. Esse procedimento também é denominado pós-queima e engloba atividades como corte, polimento, furação, entre outros.
	Implantar a cerâmica na indústria da construção civil é importante, por envolver diversos produtos que nela são aplicados. Temos como exemplo: telhas, azulejos, pastilhas, tijolos entre outros.
	O produto mais utilizado na construção civil são os tijolos pela sua leveza, que por sua vez são resistentes, leves e de fácil manejo. Aplicados em edifícios nas construções das alvenarias representam uma parte considerável do valor total da construção. Os azuleijos, empregados para revestimento de paredes é um dos principais carros chefes dessa indústria cerâmica, sem falar nas telhas que são responsáveis pelas coberturas e proteção das intempéries.
	Por isso, podemos aconselhar o material cerâmico como uma ótima escolha para obra, haja vista as suas qualidades físico-químicas, estruturais e estéticas. Além da sua importância dentro do setor que mais fabrica nesse país, a construção civil.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERÂMICA (ABCERAM). Informações técnicas: Processos de fabricação. Disponível em: <http://www.abceram.org.br/ >. Acesso em: 29 de Abril de 2018.
CARAM. R. Estrutura e propriedades dos materiais: Materiais cerâmicos. Disponível em: <https://www.slideshare.net/renatuvivas/6-materiais-ceramicos-gradryr>. Acesso em: 01 de maio de 2018.
KALPAKJIAN, S., Manufacturing Engineering & Tecnology, 4th ed, Addison Wesley, 2000
PET ENGENHARIA CIVIL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA, Apostila completa de cerâmicas. Disponível em: <http://pet.ecv.ufsc.br/wordpress/wp-content/uploads/2016/03/Apostila-completa-de-Cerâmicas.pdf>. Acesso em: 01 de maio de 2018.
TRINDADE, R.S. Cerâmicas reticuladas produzidas pelo método pelo método de Gelcasting utilizando espumas rígidas poliuretano produzidas com óleo de mamona. 88p. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2013.