Materiais Cerâmicos e Vidros

Prévia do material em texto

Materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não-metálicos como óxidos metálicos, silicatos, nitretos e carbetos para os quais as ligações interatômicas são ou totalmente iônicas ou predominantemente iônicas mas tendo algum caráter covalente.
*Microestrutura cristalina ou vítrea (amorfa);
Alta dureza, Frágeis, Duráveis;
Ponto de fusão elevado;
Alta Rigidez (propagação de discordâncias quase impossível), quase sempre rompem por clivagem;
Não encruáveis ou maleáveis;
Porosidade, alguns materiais cerâmicos são particularmente adequados para diversos tipos de filtros;
Estabilidade dimensional e baixa expansão térmica;
Isolantes elétricos;
Quimicamente estáveis;
Muito resistentes a corrosão;
Melhor resistência em compressão do que em tração;
Ensaio de tração é difícil de fazer e dá dispersão de resultados muito grande;
Fazem-se ensaios de flexão!.
Flexão. Ensaio de tração é difícil de fazer e dá dispersão de resultados muito grande.
 Após a extração dos materiais, eles estarão em estado “mineirado” e precisarão passar pela moagem. Na moagem, o tamanho das partículas é reduzido para obter faixas de tamanhos de partículas específicas. Para dar forma, o material pode passar por: prensagem simples, prensagem isostática, extrusão, injeção, colagem de barbotina e torneamento. Após receber forma, o material passa pela secagem, onde líquidos utilizados para ajudar na conformação são removidos. Já seco, o material é queimado, e tem sua densidade aumentada devido ao decréscimo na porosidade, consequentemente, a resistência mecânica é acentuada. O material passa por um processamento térmico e então obtêm-se o produto final.
Argilas :silicato de alumínio hidratado com estrutura lamelar: hidroplasticidade; os argilominerais: caulinita (Al2 (Si2O5 )(OH)4 ), haloisita, pirofilita emontmorilonita; Feldspatos: (Na/K/Ca-AlSi3O8 );
Sílica: SiO2;
Silicato: são vários tipos de minerais tipo SiO4 entre 1 e 4 átomos de O nos vértices. Ex. wolastonita CaSiO3;
Caulim ou Silimanita: Al2Si2O5;
Talco: Mg3(Si2O5)2(OH)2;
E cerâmicas avançadas como: SiC - ZrO2 - MgO - Al2O3 - BeO - MgAl2O3 - PbFe12O19 - ZnFe2O4 - Y8Fe10O24.
Na cerâmica natural, as matérias-primas geralmente são utilizadas após beneficiamento, ou seja, separação de impurezas por processos físicos. De modo geral, não são submetidas a reações químicas, portanto, considera-se que a matéria-prima é natural. Já no caso das cerâmicas avançadas, normalmente, trabalha-se com matérias-primas sintéticas, ou seja, obtidas por meio de reações químicas. 
A cerâmica tradicional engloba a maior parte da produção cerâmica, pois utiliza matérias-primas de baixo custo e abundantes na natureza, como argilas, feldspatos, calcários e outros minerais cristalinos inorgânicos não metálicos. Envolve os processos de fabricação de cerâmica estrutural, tais como: tijolos, telhas e blocos; revestimentos, como pisos e azulejos; cerâmica branca, como louça sanitária, de mesa ou artística, entre outros.
Cerâmicas avançadas: Basicamente matéria-prima de alta pureza (rígida composição química), muitos não ocorrendo na natureza.
Para dar forma, o material pode passar por: 
prensagem simples: pisos e azulejos;
 prensagem isostática: vela do carro;
extrusão: tubos e capilares, tijolos baianos;
injeção: pequenas peças com formas complexas e rotor de turbinas;
 colagem de barbotina: sanitários, pias, vasos, artesanato;
torneamento: xícaras e pratos;
São materiais cerâmicos capazes de suportar elevadas temperaturas. 
 - Capacidade de proporcionar isolamento térmico;
 -Capacidade de suportar altas temperaturas sem fusão ou decomposição;
 -Capacidade de remanescer não reagidos e inertes quando expostos a ambientes severos.
São cerâmicas usadas como material de desgaste, moagem e corte de outros materiais, que necessariamente é mais macio. O principal requisito para este grupo de materiais é a dureza ou resistência ao desgaste; em adição, um alto grau de tenacidade é essencial para assegurar que as partículas abrasivas não se fraturem facilmente. Além disso, altas temperaturas podem ser produzidas a partir de forças de fricção abrasivas, de modo que alguma refratariedade é também desejável. Tipos: Diamantes, tanto o natural quanto o sintético, são utilizados como abrasivos. Mais comuns: carbeto de silício, carbeto de tungstênio (WC), óxido de alumínio (ou corundum) e areia de sílica.
: Alumina (Al2O3 ), Nitreto de Silício (Si3N4 ), Carbeto de Silício (SiC) e Zircônia.
O vidro pode ser definido resfriado altamente viscoso viscosidade (maior que 1013 de P) impede a cristalização no No SI - Pascal x s Sistema CGS (cmgrseg) – P(Poise) 1 Pa.s = 10Poise como um líquido superestrutura rígida. A elevada VIDROS DEFINIÇÃO resfriamento após a fusão, dando origem aos vidros. Do ponto de vista químico, é o resultado da união de óxidos inorgânicos não-voláteis resultantes da decomposição e da fusão de compostos alcalinos(Na2O) e alcalinos terrosos (CaCO3), de areia e de outras substâncias.
Se correlacionam de modo que, quando o líquido é resfriado, aumenta a sua viscosidade (e diminui o seu volume). Quando o líquido é esquentado, diminui a sua viscosidade.
A transição vítrea é a transição reversível em materiais amorfos (ou em regiões amorfas de materiais semi-cristalinos) entre um estado duro e relativamente rígido e um estado mole e "borrachoso" (como um líquido de ultra-alta viscosidade).[1] Um sólido amorfo que exibe uma transição vítrea é dito vítreo. O processo de super-resfriar um líquido viscoso até o estado vítreo é chamado de vitrificação, do latim vitreum, "vidro" via francês vitrifier, "vitrificar". A temperatura de transição vítrea, Tg (do inglês glass transition temperature), é um valor representativo de aproximadamente metade do intervalo de transição vítrea, e é sempre menor que a temperatura de fusão, Tm (do inglês melting temperature) ou Tf , do material no estado cristalino, se esse existir.
A transição vítrea é um fenômeno típico de alguns líquidos que, quando resfriados gradualmente a partir de sua temperatura "liquidus", não se cristalizam e apresentam acentuado aumento de viscosidade, até que, numa determinada faixa de temperatura (Tg) , passam a se comportar mecanicamente como sólidos (vidros). Ou seja, no caso dos materiais cristalinos existe uma diminuição descontínua no volume quando atinge a temperatura de fusão Tf. Contudo, vítreos, no caso dos o volume materiais diminui continuamente em função de uma redução na temperatura, onde ocorre uma pequena inclinação na curva (Tg). 
 Entende-se por Tg a temperatura abaixo da qual um material amorfo se torna duro e frágil (estado vítreo), e acima da qual o mesmo material
o vidro é conformado (durante a conformação o vidro vai resfriando e ficando mais viscoso, e ao final quando a peça já está na sua forma definitiva está viscosa o bastante para não fluir e perder a forma que se busca). + corantes.
A expressão fibra de vidro (ou fiberglass) é usada para denominar os filamentos e o conjunto de polímeros, cujo nome correto do material aqui estudado é Polímero Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV). É um material composto pela aglomeração de finíssimos filamentos de vidro não rígidos e flexíveis. Essas pequenas fibras são unidas pela aplicação de resina de poliéster (ou outro tipo de resina), feitos com material plástico, derivado do petróleo. Em seguida, é colocado no material substâncias que catalisam o processo de polimeração.
*Artigos náuticos: boias de sinalização, cascos de embarcações e pranchas de surf.
Aviação: hélice de helicópteros e aviões e fuselagem.
Automotivos: discos de embreagem, pastilhas de freio, carrocerias, carenagens, etc.
Recipientes para armazenamento: reservatórios, caixas d’ água e piscinas;
Equipamentos: engrenagens, carenagens, carcaças de instrumentos e máquinas caseiras ou industriais;
Construção civil: telhas, painéis decorativos, sistemas de isolamento térmico e elétrico.
Reforço para plásticos: capacetes de segurança,recipiente de carga, escudos de solda, etc.
qualquer material multifásico que exiba uma porção significativa de propriedades das fases dos seus constituintes, de tal modo que se obtenha uma melhor combinação entre propriedades.
Fase matriz – fase contínua. É a fase que envolve o material, e está presente em maior quantidade. Ex: argamassa
Fase Reforço – fase dispersa envolta pela matriz. Ex: brita.
Carbono-Carbono fibras de carbono embutidas em uma matriz de C;
Matriz Cerâmica tanto a matriz quanto a fase dispersa é material cerâmico;
Matriz de Polímero matriz é resina polimérica. Reforço é vidro, carbono, aramida;
Matriz Metálica matriz é metal ou liga metálica. Reforço: fibras ou uísqueres, + rígidos, resistentes e/ou + duros que a matriz.
Compósitos com partículas grandes ; compósito estrutural; compósito híbrido; compósito laminar; compósito reforçado com fibra; compósito reforçado com partículas.
Cimento Portland, água potável, agregados (miúdo ou graúdo), aditivos (produtos químicos) e ar.
É um fenômeno em virtude do qual certas propriedades físicas de um mesmo corpo dependem da direção em que são medidas.
Porque o concreto possui baixa resistência a tração e alta resistência a compressão e, para aumentar a sua resistência a esforços de tração, ele é reforçado com vergalhões de aço. 
O asfalto é um betume, constituído, basicamente , por um hidrocarboneto com algum oxigênio, enxofre e algumas impurezas, e que apresenta as características de um material polimérico termoplástico. 
Não sofre corrosão, baixa densidade, boa resistência, leve, + forte que aço e + rígida também.
Madeira é um Material compósito natural formado arranjo complexo de células por um de celulose reforçadas com compostos orgânicos.
Estrutura de telhados de casas.
A) sensível a água, Resiste mais ao ataque de insetos, de predadores de madeira e permite aproveitamento quase integral da chapa, viabilizando um produto final mais econômico, material uniforme (sem nós). Móveis feitos com madeira aglomerada = móveis de qualidade.
b) boa estabilidade, grande capacidade de absorção de tintas, maior resistência que a aglomerada. Utilizada em acabamentos de móveis com partes arredondadas.
c) boa estabilidade, grande capacidade de absorção de tintas, características mecânicas superiores as de materiais semelhantes, ótima absorção de cola. Utilizada na construção de painéis tamburados.
d) resistência a rachas, ao encolhimento, à torção, e ao seu alto nível de força. Lâminas em sentido contrário. Usados em armário de cozinha, carteiras escolares.
e) fibras paralelas entre si, Sofre menos defeitos com alterações de umidade, como empenamento e torção. Deficiências naturais da matéria-prima básica podem ser eliminadas ou atenuadas com o processo, aumentando a homogeneidade do material. Usada em vigas, pergolados, coberturas.
f) É um painel de madeira com uma liga de resina sintética, feita de
três camadas prensadas com tiras de madeira ou "strands",
alinhados em escamas. Ela é feita predominantemente de madeira reflorestada e florestas manejadas. O método especial de processamento dos strands e o alto nível de orientação dos strands com o grão nas camadas de cima, asseguram propriedades técnicas superiores.
Além da formulação (um é feito de partículas de madeira aglutinadas em duas camadas finas e uma grossa e o outro de fibras de madeira que, em placas, são coladas umas sobre as outras), uma das principais diferenças entre o MDF e o MDP é a limitação de uso. Enquanto o MDF apresenta maleabilidade, permitindo a formação de curvas, por exemplo, o MDP tem limitações que favorecem o uso desse material em artigos de linha reta, como portas, prateleiras, gavetas e demais peças retas. Outra diferença entre os dois materiais é que o MDP apresenta alta absorção de tintas no
acabamento final e o MDF não. Assim, para essa finalidade, as placas de MDF tornam-se mais vantajosas, já que permitem, por exemplo, que a finalização em laca seja mais homogênea, sem irregularidades na superfície. Essa característica também influencia na relação ao custo-benefício. Para uso em parte externa, madeira com menos poros, têm menos absorção e, consequentemente, menos custos com tintas. Para uso interno, em contra partida, o MDP é o mais rentável. Permite ótima colagem e o custo do material é bem menor. 
É um compósito que possui uma fase metálica e uma fase cerâmica, possuindo propriedades intermediarias entre o metal duro e o cerâmico. Partículas duras são nitreto de titânio e carbonitretos complexos de titânio com diferentes proporções de Ta, W e algumas vezes Mo. O aglomerante pode ser níquel ou cobalto.
Dureza a quente, estabilidade química, resistência a quente, boa usinagem a altas temperaturas, dúctil e resistência ao desgaste. Utilização: basicamente, como uma ferramenta de corte. Torneamento e fresamento leve (principalmente sem refrigeração, de aços moles e de aços inox) e fresamento em acabamento e semi-acabamento de aços para moldes e matrizes com dureza até 50 HRC.
Boa resistência a corrosão, resistência a temperatura elevada, alta estabilidade química, superior resistência ao desgaste e à formação de crateras, é capaz de usinar a altas velocidades.
um pó fino, formado basicamente por calcário, argila e gesso, com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a ação de água. 
São materiais com condutividades intermediárias entre as dos condutores e as dos isolantes. Semicondutores são sólidos cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Os elementos semicondutores podem ser tratados quimicamente para transmitir e controlar uma corrente elétrica.
Possuem em sua composição o silício e o germânio, além do gálio, do cádmio, arsênio e telúrio • Este elementos formam ligações covalentes semelhantes a dos materiais cerâmicos.
 Intrínsecos: puros e elementares; os existentes são Si e Ge.
• Extrínsecos: com pequenas quantidades de impurezas, cuidadosamente controladas.
Diodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônico composto de cristal semicondutor de silício ou germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação. • É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador de corrente elétrica.
O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está diretamente polarizado, e aberta quando o diodo está inversamente polarizado). Transforma DC (Corrente Alternada) em AC (Corrente Contínua)