QUÍMICA TECNOLÓGICA - CERÂMICAS II

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Química Tecnológica
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CERÂMICAS
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ARGAMASSAS
Mistura  aglomerante, agregados miúdos e água. 
Aglomerante: cal, o cimento ou o gesso. 
Agregado: areia, pó de pedra. 
Utilizada em alvenaria e em revestimento.
Argamassas mais comuns: cimento + areia + água. 
Para obtenção de propriedades especiais: adição de cal, saibro, barro, caulim, etc.
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Argamassas tradicionais / Argamassas industriais
Composição
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Argamassas tradicionais / Argamassas industriais
Principais desvantagens das argamassas tradicionais
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Argamassas tradicionais / Argamassas industriais
Principais vantagens das argamassas industriais
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Argamassas tradicionais / Argamassas industriais
Argamassas feitas em obra
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Funcionamento de uma unidade de produção
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Funcionamento de uma unidade de produção
Controle das matérias-primas
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Funcionamento de uma unidade de produção
Produção
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Funcionamento de uma unidade de produção
Produção
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Funcionamento de uma unidade de produção
Controle de qualidade
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Funcionamento de uma unidade de produção
Controle de qualidade
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Funcionamento de uma unidade de produção
Controle de qualidade
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Funcionamento de uma unidade de produção
Controlo de qualidade
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Funcionamento de uma unidade de produção
Expedição
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Funcionamento de uma unidade de produção
Gestão ambiental
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VIDROS
Definições
Produto inorgânico de fusão que foi resfriado até atingir condição de rigidez, sem sofrer cristalização.
Material que não apresenta ordem de longo alcance e está abaixo da temperatura na qual rearranjos atômicos ou moleculares podem ocorrer numa escala de tempo similar àquela do experimento.
Apresenta temperatura de transição vítrea (Tg).
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VIDROS - PROPRIEDADES
Ordenação atômica – curto alcance
Estrutura isotrópica – propriedades uniformes em todas as direções
Tipicamente transparentes para comprimentos de onda ópticos, mas podem ser formulados para transmitir ou absorver luz para uma grande variedade de comprimentos de onda
Tipicamente maus condutores elétricos e térmicos
Amolecem antes da fusão – podem ser moldados por insuflamento em diferentes formatos
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VIDROS
Curva de aquecimento - cristal
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VIDROS
Curva de aquecimento – material vítreo
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VIDROS
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PRINCIPAIS VIDROS ÓXIDOS
Sílica – Tm = 2000°C
Fundida: difícil de fundir e fabricar, uso até 1000°C
96% sílica: a partir de vidro de borossilicato
Soda-cal – Tm = 1400-1500°C
Fabricado facilmente
Uso em janelas, garrafas e lâmpadas
Plúmbicos ou de chumbo
Fundido facilmente, boas propriedades elétricas
Uso em lentes e vidros ”cristal”
Borossilicato – Tm = 1550-1600°C
Baixa expansão, boa resistência ao choque térmico
Uso na indústria química
+ 99% dos vidros comerciais são a base de óxidos e a maior parte deles é baseada em sílica.
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VIDROS ÓXIDOS - COMPOSIÇÃO
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DIVISÕES DA CERÂMICA
Avançada
Desenvolvida a partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza - processos rigorosamente controlados.
Propriedades
Baixa densidade,
Baixa condutividade térmica,
Alta resistência à corrosão e à abrasão,
Resistência térmica, 
Supercondutividade, 
Condutividade iônica, 
Propriedades nucleares, etc...
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DIVISÕES DA CERÂMICA
Avançada
Classificação de acordo com a função:
Eletroeletrônicas,
Magnéticas, 
Ópticas,
Químicas,
Térmicas,
Mecânicas,
Biológicas,
Nucleares.
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APLICAÇÕES DOS MATERIAIS CERÂMICOS
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USINAGEM - COMPÓSITOS
Metal duro: (WC, TiC TaC + Co)
Cermets: (TiC, MoC + Ni)
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USINAGEM - CERÂMICOS
CBN – Nitreto cúbico de boro
Al2O3 + TiC
Si3N4 - Nitreto de silício)
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ABRASIVOS
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COMPONENTES MECÂNICOS ROLAMENTOS
Si3N4 - Nitreto de silício
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COMPONENTES MECÂNICOS 
DISCOS DE FREIO
Sialon 
(nitreto de silício + óxido de alumínio + nitreto de alumínio)
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MOTORES, TURBINAS E COMPRESSORES
Si3N4 – (Nitreto de silício)
ZrO2 + CaO (P.S.Z. Partially Stabilized Zirconia)
SiC- carbeto de silício
Al2O3 + ZrO2 ( T.T.A. Transformation Toughened Alumina)
L.A.S. Silicato de Alumínio e Lítio (baixa expansão térmica)
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UTILIZAÇÃO POTENCIAL DE CERÂMICOS EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
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MOTORES, TURBINAS E TURBO COMPRESSORES
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TURBINAS
Rotor de turbina de NITRETO DE SILÍCIO (Si3N4)
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SENSOR DE OXIGÊNIO – ZrO2 + CaO
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FILTRO CERÂMICO PARA FUNDIÇÃO DE AÇO E FERRO FUNDIDO - ZrO2
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ÔNIBUS ESPACIAL
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ÔNIBUS ESPACIAL
Muito alta temperatura: compósito reforçado de carbono com carbono.
Alta temperatura: C + SiC (+O2 do ar forma SiO2).
Menor temperatura: Sílica porosa (recoberta com SiO2 93% + B2O3 – óxido de Boro 5% + Silicato de Boro 2%)
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CERÂMICOS USADAS EM APLICAÇÕES BIOMÉDICAS
 Cerâmica Fórmula Característica
Alumina Al2O3 Bioinerte
Zircônia ZrO2 Bioinerte
Hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2 Bioativa
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CERÂMICOS COMO BIOMATERIAIS
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MATERIAIS CERÂMICOS BIOCOMPATÍVEIS - IMPLANTES
Hidroxiapatita [ Ca10(PO4)6 (OH)2]
Por exemplo, uma das cerâmicas mais promissoras começa com uma mistura pulverulenta de compostos de cálcio e fosfato. (CaO e P205). 
Schowengerdt e Moore aquecem a mistura a 2600 ºC.  CaO e P2O5 reagem para produzir fosfato de cálcio (II)  Ca3(PO4)2, uma substância bastante similar (em termos químicos) a um osso real. A reação também produz calor e produtos secundários gasosos que naturalmente formam poros
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OSSO NATURAL 
CRESCE NOS POROS DE UM IMPLANTE PROTÓTIPO DE CERÂMICA
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CATALISADORES 
Cordierita
[2MgO-2Al2O3-5SiO2]
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FIBRAS REFRATÁRIAS CERÂMICAS 
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FIBRAS REFRATÁRIAS CERÂMICAS 
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FIBRAS REFRATÁRIAS CERÂMICAS
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OUTRAS APLICAÇÕES
Bicos para jateamento de areia
Ferro fundido: Resistede 6 a 10 horas de utilização
WC (carbeto de tungstênio) : Resiste entre 250 a 400 horas de utilização. 
B4C (carbeto de boro): Resiste até 1000 horas de utilização.
Bicos para corte por água a alta pressão, em geral contendo pós abrasivos.
Safira (alumina)