Questionario-CMII

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1-­‐ O	
  que	
  são	
  cerâmicas?	
  
São	
  materiais	
  inorgânicos	
  não	
  metálicos	
  constituídos	
  por	
  elementos	
  metálicos	
  e	
  não	
  metálicos,	
  ligados	
  
entre	
  si	
  por	
  ligações	
  que	
  variam	
  desde	
  puramente	
  iônicas	
  a	
  totalmente	
  covalente,	
  sendo	
  que	
  muitas	
  
cerâmicas	
  apresentam	
  ligações	
  mistas.	
  
2-­‐ Quais	
  são	
  as	
  características	
  gerais	
  das	
  cerâmicas?	
  
Maior	
  dureza	
  e	
  rigidez	
  quando	
  comparadas	
  aos	
  aços;	
  	
  
Maior	
  resistência	
  ao	
  calor	
  e	
  corrosão	
  do	
  que	
  metais	
  e	
  polímeros;	
  	
  
Menos	
  densas	
  do	
  que	
  a	
  maioria	
  dos	
  metais	
  e	
  suas	
  ligas;	
  	
  
Os	
  materiais	
  usados	
  na	
  produção	
  são	
  mais	
  abundantes	
  e	
  baratos;	
  
	
  Ligação	
  atômica	
  do	
  tipo	
  mista.	
  
3-­‐ De	
  que	
  depende	
  o	
  nível	
  do	
  caráter	
  iônico	
  das	
  ligações	
  mistas?	
  
Depende	
  da	
  eletronegatividade	
  dos	
  átomos	
  envolvidos	
  na	
  ligação.	
  
4-­‐ Como	
  ocorre	
  a	
  ligação	
  iônica	
  nos	
  materiais	
  cerâmicos?	
  
A	
  ligação	
  iônica	
  resulta	
  da	
  atração	
  mútua	
  entre	
  os	
  íons	
  positivos	
  e	
  negativos.	
  Os	
  átomos	
  de	
  um	
  
elemento	
  metálico	
  perdem	
  com	
  facilidade	
  seus	
  elétrons	
  de	
  valência	
  para	
  os	
  átomos	
  não	
  metálicos.	
  
Nesse	
  processo,	
  todos	
  os	
  átomos	
  adquirem	
  configurações	
  estáveis	
  e	
  uma	
  carga	
  elétrica.	
  	
  
5-­‐ Como	
  ocorre	
  a	
  ligação	
  covalente	
  nos	
  materiais	
  cerâmicos?	
  
Nos	
  materiais	
  cerâmicos	
  a	
  ligação	
  covalente	
  é	
  caracterizada	
  por	
  ligação	
  interatômica	
  relativamente	
  
intensa,	
  que	
  tem	
  origem	
  na	
  partilha	
  de	
  elétrons	
  formando	
  uma	
  ligação	
  de	
  direção	
  localizada.	
  Ocorre	
  
entre	
  átomos	
  com	
  pequenas	
  diferenças	
  na	
  eletronegatividade	
  e	
  que	
  estão	
  próximos	
  uns	
  dos	
  outros	
  na	
  
tabela	
  periódica.	
  Nessa	
  ligação,	
  os	
  átomos	
  compartilham	
  elétrons	
  dos	
  orbitais	
  mais	
  externos,	
  formando	
  
pares	
  de	
  elétrons	
  que	
  pertencem	
  aos	
  dois	
  átomos,	
  pertencendo	
  ora	
  a	
  um,	
  ora	
  a	
  outro,	
  gera	
  uma	
  
atração	
  eletrostática,	
  pois	
  momentaneamente	
  os	
  átomos	
  tornam-­‐se	
  ionizados.	
  
6-­‐ Quais	
  são	
  os	
  tipos	
  de	
  ligações	
  covalentes?	
  
Simples:	
  é	
  feita	
  pelo	
  compartilhamento	
  de	
  elétrons	
  com	
  spins	
  contrários.	
  O	
  par	
  eletrônico	
  é	
  formado	
  
por	
  um	
  elétron	
  de	
  cada	
  átomo	
  e	
  pertence	
  simultaneamente	
  aos	
  dois	
  átomos.	
  
Coordenada:	
  ocorre	
  quando	
  um	
  dos	
  átomos	
  apresenta	
  seu	
  octeto	
  completo	
  e	
  o	
  outro	
  necessita	
  
adquirir	
  dois	
  elétrons	
  para	
  completa-­‐lo.	
  Sendo	
  assim,	
  um	
  átomo	
  que	
  atingir	
  a	
  estabilidade	
  eletrônica	
  se	
  
une	
  a	
  outro	
  que	
  necessite	
  de	
  elétrons	
  para	
  completar	
  a	
  camada	
  de	
  valência.	
  
7-­‐ O	
  que	
  é	
  ligação	
  covalente	
  polar	
  e	
  apolar?	
  
Polar:	
  quando	
  os	
  átomos	
  ligantes	
  possuem	
  a	
  mesma	
  eletronegatividade.	
  
Apolar:	
  quando	
  os	
  átomos	
  ligantes	
  possuem	
  diferentes	
  eletronegatividades.	
  
	
  
8-­‐ Qual	
  diferença	
  entre	
  as	
  ligações	
  iônicas	
  e	
  covalentes	
  nas	
  cerâmicas?	
  
Na	
  ligação	
  iônica,	
  os	
  átomos	
  estão	
  ligados	
  pela	
  atração	
  de	
  íons	
  com	
  cargas	
  opostas,	
  a	
  ligação	
  não	
  é	
  
direcional	
  e	
  apresenta	
  grande	
  diferença	
  de	
  eletronegatividade	
  entre	
  os	
  elementos.	
  
Na	
  ligação	
  covalente,	
  os	
  átomos	
  estão	
  ligados	
  por	
  compartilhar	
  elétrons,	
  a	
  ligação	
  é	
  altamente	
  
direcional	
  e	
  apresenta	
  menor	
  diferença	
  de	
  eletronegatividade	
  entre	
  os	
  elementos.	
  
9-­‐ O	
  que	
  significa	
  dizer	
  que	
  a	
  ligação	
  é	
  direcional	
  e	
  não	
  direcional?	
  
Direcional	
  significa	
  que	
  ocorre	
  entre	
  átomos	
  específicos	
  e	
  pode	
  existir	
  apenas	
  na	
  direção	
  entre	
  um	
  
átomo	
  e	
  outro	
  que	
  participe	
  do	
  compartilhamento	
  de	
  elétrons.	
  
Não	
  direcional	
  significa	
  que	
  a	
  magnitude	
  da	
  ligação	
  é	
  igual	
  em	
  todas	
  as	
  direções	
  ao	
  redor	
  de	
  um	
  íon	
  
como	
  consequência	
  disso,	
  para	
  que	
  os	
  materiais	
  iônicos	
  sejam	
  estáveis	
  em	
  um	
  arranjo	
  tridimensional,	
  
todos	
  os	
  íons	
  positivos	
  devem	
  possuir	
  íons	
  negativos	
  como	
  vizinhos	
  mais	
  próximos.	
  
10-­‐ Como	
  é	
  determinado	
  o	
  número	
  de	
  ligações	
  covalentes?	
  
É	
  determinado	
  pelo	
  número	
  de	
  elétrons	
  de	
  valência.	
  Para	
  um	
  número	
  n	
  de	
  elétrons	
  de	
  valência,	
  um	
  
átomo	
  pode	
  se	
  ligar	
  covalentemente	
  com,	
  no	
  máximo,	
  n-­‐8	
  outros	
  átomos.	
  
11-­‐ O	
  que	
  são	
  sólidos	
  cristalinos?	
  
São	
  sólidos	
  compostos	
  por	
  átomos,	
  moléculas	
  ou	
  íons	
  arranjados	
  de	
  uma	
  forma	
  periódica	
  em	
  três	
  
dimensões.	
  As	
  posições	
  ocupadas	
  seguem	
  uma	
  ordenação	
  de	
  longo	
  alcance.	
  
12-­‐ O	
  que	
  são	
  sólidos	
  amorfos?	
  
São	
  sólidos	
  compostos	
  por	
  átomos,	
  moléculas	
  ou	
  íons	
  que	
  não	
  apresentam	
  uma	
  ordenação	
  de	
  longo	
  
alcance,	
  podem	
  apresentar	
  ordenação	
  de	
  curto	
  alcance.	
  
13-­‐ Por	
  que	
  materiais	
  com	
  ligações	
  covalentes	
  têm	
  mais	
  tendência	
  a	
  formar	
  sólidos	
  amorfos	
  do	
  que	
  
materiais	
  com	
  ligações	
  metálicas	
  ou	
  iônicas?	
  
Pois	
  as	
  ligações	
  covalentes	
  são	
  altamente	
  direcionais	
  e	
  as	
  ligações	
  iônicas	
  são	
  não	
  direcionais.	
  
14-­‐ O	
  que	
  é	
  o	
  modelo	
  de	
  esferas	
  rígidas?	
  
É	
  o	
  modelo	
  onde	
  os	
  átomos	
  ou	
  íons	
  são	
  representados	
  como	
  esferas	
  de	
  diâmetro	
  fixo.	
  
15-­‐ O	
  que	
  é	
  reticulado?	
  
É	
  um	
  conjunto	
  de	
  pontos	
  que	
  podem	
  corresponder	
  a	
  átomos	
  ou	
  grupos	
  de	
  átomos	
  que	
  se	
  repetem	
  no	
  
espaço	
  tridimensional	
  com	
  uma	
  dada	
  periodicidade.	
  
16-­‐ O	
  que	
  é	
  cela	
  unitária?	
  
É	
  o	
  agrupamento	
  de	
  átomos	
  representativo	
  de	
  uma	
  determinada	
  estrutura	
  cristalina	
  específica,	
  não	
  
existe	
  em	
  sólidos	
  amorfos.	
  
	
  
	
  
17-­‐ Como	
  se	
  dá	
  a	
  formação	
  de	
  um	
  cristal?	
  
Os	
  átomos	
  se	
  agregam	
  através	
  das	
  forças	
  de	
  ligação	
  formando	
  as	
  moléculas.	
  Esse	
  agrupamento	
  de	
  
átomos	
  representativo	
  de	
  uma	
  determinada	
  estrutura	
  cristalina	
  forma	
  a	
  cela	
  unitária,	
  que	
  unindo-­‐se	
  a	
  
outras,	
  forma	
  um	
  conjunto	
  de	
  celas	
  que,	
  por	
  sua	
  vez,	
  compõe	
  o	
  cristal.	
  
18-­‐ O	
  que	
  é	
  rede	
  cristalina?	
  
É	
  a	
  rede	
  tridimensional	
  de	
  pontos	
  que	
  coincidem	
  com	
  a	
  posição	
  dos	
  átomos.	
  
19-­‐ Qual	
  a	
  diferença	
  entre	
  sistema	
  cristalino	
  e	
  estrutura	
  cristalina?	
  
Uma	
  estrutura	
  cristalina	
  é	
  descrita	
  tanto	
  como	
  a	
  geometria	
  da	
  célula	
  unitária,	
  como	
  pelos	
  arranjos	
  dos	
  
átomos	
  no	
  interior	
  da	
  célula	
  unitária.	
  Já	
  um	
  sistema	
  cristalino	
  é	
  descrito	
  apenas	
  em	
  termos	
  da	
  
geometria	
  da	
  célula.	
  
20-­‐ O	
  que	
  mantem	
  a	
  estrutura	
  das	
  cerâmicas	
  íntegra?	
  
É	
  a	
  atração	
  eletrostática	
  entre	
  íons	
  de	
  cargas	
  opostas.21-­‐ Quais	
  fatores	
  diminuem	
  a	
  energia	
  global	
  do	
  sólido?	
  
A	
  realização	
  da	
  ligação	
  iônica	
  entre	
  átomos	
  no	
  estado	
  sólido,	
  devido	
  a	
  formação	
  de	
  íons,	
  e	
  a	
  sua	
  ligação	
  
química	
  em	
  um	
  sólido	
  iônico.	
  A	
  tendência	
  do	
  sólido	
  iônico	
  de	
  ter	
  seus	
  íons	
  empilhados	
  o	
  mais	
  
densamente	
  possível.	
  
22-­‐ Quais	
  fatores	
  influenciam	
  o	
  empilhamento	
  dos	
  íons	
  que	
  compõe	
  a	
  estrutura	
  de	
  um	
  cristal?	
  
Magnitude	
  da	
  carga	
  elétrica	
  de	
  cada	
  íon:	
  o	
  cristal	
  deve	
  ser	
  eletricamente	
  neutro,	
  ou	
  seja,	
  todas	
  as	
  
cargas	
  positivas	
  dos	
  cátions	
  devem	
  ser	
  contrabalanceadas	
  por	
  um	
  número	
  igual	
  de	
  cargas	
  negativas	
  
dos	
  ânions.	
  É	
  necessário	
  equilibrar	
  as	
  cargas	
  eletrostáticas	
  de	
  modo	
  a	
  manter	
  a	
  neutralidade	
  elétrica.	
  
Os	
  tamanhos	
  relativos	
  dos	
  cátions	
  e	
  ânions:	
  estruturas	
  cerâmicas	
  cristalinas	
  são	
  formadas	
  quando	
  
ânions	
  que	
  estão	
  ao	
  redor	
  de	
  um	
  cátion,	
  estão	
  todos	
  em	
  contato	
  com	
  esse	
  cátion.	
  
23-­‐ Qual	
  é	
  o	
  tamanho	
  referencial	
  para	
  o	
  íon	
  menor?	
  Por	
  que	
  esse	
  tamanho	
  deve	
  ser	
  respeitado?	
  
O	
  tamanho	
  referencial	
  é	
  aquele	
  em	
  que	
  o	
  íon	
  menor	
  se	
  encaixa	
  perfeitamente	
  no	
  interstício.	
  Deve	
  ser	
  
respeitado	
  pois	
  íons	
  maiores	
  afastam	
  os	
  demais	
  íons	
  de	
  suas	
  posições,	
  até	
  que	
  a	
  deformação	
  da	
  rede	
  
cristalina	
  se	
  torne	
  instável.	
  Íons	
  menores	
  podem	
  ficar	
  soltos	
  no	
  interior	
  de	
  sua	
  gaiola	
  de	
  ânions,	
  
tronando	
  a	
  estrutura	
  instável.	
  
24-­‐ O	
  que	
  é	
  número	
  de	
  coordenação?	
  Com	
  o	
  que	
  está	
  relacionado?	
  
É	
  o	
  numero	
  de	
  vizinhos	
  mais	
  próximos	
  para	
  um	
  dado	
  átomo.	
  Esta	
  relacionado	
  com	
  a	
  razão	
  rc/ra.	
  Para	
  
um	
  número	
  de	
  coordenação	
  específico,	
  existe	
  uma	
  razão	
  mínima	
  para	
  a	
  qual	
  o	
  contato	
  cátion-­‐ânion	
  é	
  
estabelecido,	
  formando	
  uma	
  estrutura	
  cristalina	
  cerâmica	
  estável.	
  Quanto	
  maior	
  for	
  o	
  número	
  de	
  
coordenação,	
  maior	
  a	
  estabilidade.	
  
	
  
	
  
25-­‐ Quais	
  são	
  os	
  tipos	
  de	
  estruturas	
  cristalinas	
  dos	
  materiais	
  cerâmicos?	
  
	
  Tipo	
  AX:	
  número	
  de	
  cátion	
  é	
  igual	
  o	
  numero	
  de	
  ânions.	
  (NaCl,	
  ZnS)	
  
Tipo	
  AmXp:	
  as	
  cargas	
  do	
  cátion	
  e	
  do	
  ânion	
  são	
  diferentes.	
  (ZrO2)	
  
Tipo	
  AmBnXp:	
  a	
  estrutura	
  cerâmica	
  possui	
  3	
  íons	
  diferentes,	
  mais	
  de	
  um	
  tipo	
  de	
  cátion,	
  cerâmicas	
  
ternárias.	
  
26-­‐ O	
  que	
  são	
  monocristais?	
  
É	
  o	
  resultado	
  de	
  um	
  arranjo	
  periódico	
  e	
  repetido	
  dos	
  átomos	
  de	
  forma	
  perfeita	
  ou	
  se	
  estendendo	
  ao	
  
longo	
  da	
  amostra,	
  sem	
  interrupções.	
  Todas	
  as	
  células	
  unitárias	
  se	
  interligam	
  da	
  mesma	
  maneira	
  e	
  
possuem	
  a	
  mesma	
  orientação.	
  
27-­‐ O	
  que	
  são	
  policristais?	
  
São	
  sólidos	
  cristalinos	
  compostos	
  por	
  um	
  conjunto	
  de	
  grãos.	
  Esses	
  cristais	
  possuem	
  mais	
  de	
  uma	
  
orientação	
  cristalográfica.	
  Existe	
  desalinhamento	
  no	
  contorno	
  de	
  grão.	
  
28-­‐ O	
  que	
  é	
  contorno	
  de	
  grão?	
  	
  
É	
  o	
  contorno	
  que	
  separa	
  2	
  cristais	
  que	
  possuem	
  diferentes	
  orientações	
  cristalográficas	
  em	
  materiais	
  
policristalinos.	
  
29-­‐ Por	
  que	
  existe	
  energia	
  de	
  contorno	
  de	
  grão?	
  
Porque	
  os	
  átomos	
  estão	
  ligados	
  de	
  uma	
  maneira	
  menos	
  regular	
  ao	
  longo	
  de	
  um	
  contorno	
  de	
  grão.	
  Os	
  
contornos	
  de	
  grãos	
  são	
  quimicamente	
  mais	
  reativos	
  do	
  que	
  os	
  grãos,	
  como	
  consequência	
  dessa	
  
energia.	
  Devido	
  aos	
  seus	
  estados	
  mais	
  elevados	
  de	
  energia,	
  com	
  frequência	
  os	
  átomos	
  de	
  impurezas	
  se	
  
segregam	
  perfeitamente	
  ao	
  longo	
  desses	
  cortornos.	
  
30-­‐ O	
  que	
  são	
  interstícios?	
  
São	
  espaços	
  vazios	
  da	
  cela	
  unitária	
  nos	
  quais	
  se	
  podem	
  colocar	
  átomos	
  diferentes	
  daqueles	
  que	
  
constituem	
  a	
  rede	
  mãe.	
  São	
  formados	
  no	
  empilhamento	
  de	
  planos	
  atômicos,	
  formando	
  a	
  rede	
  
cristalina.	
  
31-­‐ Quais	
  são	
  os	
  tipos	
  de	
  interstícios?	
  
Tetraédrico:	
  no	
  qual	
  4	
  átomos	
  são	
  equidistantes	
  do	
  centro	
  do	
  interstício.	
  
Octaédrico:	
  no	
  qual	
  6	
  átomos	
  são	
  equidistantes	
  do	
  centro	
  do	
  interstício.	
  
32-­‐ Qual	
  é	
  o	
  bloco	
  construtor	
  básico	
  dos	
  silicatos?	
  Como	
  são	
  classificados?	
  
O	
  bloco	
  construtor	
  é	
  o	
  SiO4-­‐4,	
  ligação	
  Si-­‐O	
  50%	
  iônica	
  e	
  50%	
  covalente.	
  São	
  classificados	
  pelo	
  grau	
  de	
  
polimerização	
  em:	
  Nesosilicatos	
  (blocos	
  isolados);	
  Sorosilicatos	
  (dois	
  blocos);	
  Ciclosilicatos	
  (em	
  anéis);	
  
Em	
  cadeia	
  (extensão	
  infinita);	
  Filosilicatos	
  (em	
  folhas);	
  Tectosilicatos	
  (reticulares).	
  
	
  
	
  
33-­‐ Por	
  que	
  a	
  grafita	
  não	
  tem	
  a	
  mesma	
  dureza	
  que	
  o	
  diamante?	
  
Possui	
  ligações	
  secundárias	
  (fracas)	
  sendo	
  facilmente	
  rompidas.	
  
34-­‐ Por	
  que	
  a	
  grafita	
  é	
  utilizada	
  como	
  lubrificante?	
  
Pois	
  a	
  facilidade	
  de	
  escorregamento	
  das	
  camadas	
  confere	
  a	
  grafita	
  propriedades	
  lubrificantes.	
  Não	
  
perde	
  suas	
  propriedades	
  em	
  temperaturas	
  elevadas.	
  
35-­‐ O	
  que	
  é	
  argila?	
  
Argila	
  é	
  uma	
  rocha	
  finamente	
  dividida,	
  constituída	
  essencialmente	
  por	
  argilominerais,	
  podendo	
  conter	
  
minerais	
  que	
  não	
  são	
  argilominerais;	
  matéria	
  orgânica	
  e	
  outras	
  impurezas,	
  como	
  sais	
  solúveis.	
  Assim,	
  é	
  
composto	
  por:	
  
Inorgânicos:	
  Argilominerais	
  e	
  outros	
  minerais	
  não	
  argilosos.	
  
Orgânicos:	
  Húmus	
  e	
  microorganismos.	
  
36-­‐ Como	
  são	
  formadas	
  as	
  argilas?	
  	
  
São	
  formadas	
  pela	
  ação	
  do	
  intemperismo	
  (físico	
  e	
  químico)	
  em	
  rochas	
  que	
  contem	
  minerais	
  como	
  
feldspato,	
  micas.	
  
37-­‐ O	
  que	
  são	
  partículas	
  com	
  dimensões	
  coloidais?	
  
São	
  partículas	
  tão	
  pequenas	
  que	
  se	
  mantém	
  em	
  suspensão,	
  inferiores	
  a	
  2	
  μm.	
  
38-­‐ O	
  que	
  significa	
  “moer”	
  uma	
  argila?	
  
Significa	
  apenas	
  destruir	
  os	
  agregados	
  naturais	
  de	
  argilominerais,	
  preexistentes.	
  
39-­‐ O	
  que	
  justifica	
  a	
  cor	
  vermelha	
  em	
  algumas	
  argilas?	
  
A	
  cor	
  característica	
  de	
  cada	
  argila	
  é	
  uma	
  interação	
  da	
  luz	
  com	
  os	
  compostos	
  químicos	
  que	
  a	
  compõe.	
  A	
  
cor	
  vermelha	
  se	
  deve	
  a	
  presença	
  de	
  óxido	
  de	
  ferro	
  em	
  sua	
  composição.	
  
40-­‐ Por	
  que	
  pode-­‐se	
  dizer	
  que	
  no	
  mundo	
  não	
  existem	
  2	
  argilas	
  iguais?	
  
Pois	
  as	
  argilas	
  são	
  formadas	
  pela	
  ação	
  do	
  intemperismo	
  característico	
  do	
  local	
  onde	
  ela	
  foi	
  formada.	
  
Dois	
  solos	
  com	
  a	
  mesma	
  granulometria,	
  partículas	
  da	
  mesma	
  forma	
  e	
  estruturas	
  semelhantes	
  podem	
  
apresentar	
  comportamento	
  diferentes,	
  devido	
  à	
  diferença	
  da	
  composição	
  mineralógica.	
  
41-­‐ O	
  que	
  são	
  argilominerais?São	
  aluminossilicatos	
  hidratados	
  que	
  podem	
  ser	
  dispersos	
  em	
  partículas	
  finas	
  e	
  desenvolvem	
  
plasticidade	
  com	
  água.	
  São	
  filossilicatos	
  formados	
  basicamente	
  por	
  camadas	
  de	
  sílica	
  e	
  hidróxido	
  de	
  
alumina.	
  
42-­‐ Qual	
  é	
  a	
  base	
  dos	
  aluminossilicatos?	
  Como	
  sua	
  estrutura	
  é	
  formada?	
  
Aluminossilicatos	
  hidratados:	
  A	
  camada	
  tetraédrica	
  de	
  sílica	
  se	
  une	
  a	
  camada	
  octaédrica	
  de	
  alumina	
  
pela	
  camada	
  de	
  oxigênio	
  e	
  hidroxila.	
  
43-­‐ Como	
  são	
  formados	
  os	
  filossilicatos	
  de	
  alumínio?	
  
O	
  plano	
  de	
  união	
  entre	
  as	
  camadas	
  de	
  tetraedros	
  de	
  sílica	
  e	
  octaedros	
  de	
  alumina,	
  é	
  formado	
  pelos	
  
oxigênios	
  não	
  compartilhados	
  dos	
  tetraedros	
  e	
  as	
  hidroxilas	
  do	
  octaedro.	
  
44-­‐ Como	
  é	
  feita	
  a	
  divisão	
  para	
  os	
  argilominerais	
  cristalinos	
  segundo	
  a	
  CIPEA?	
  
Silicatos	
  com	
  estruturas	
  em	
  camadas	
  e	
  Silicatos	
  com	
  estrutura	
  fibrosa.	
  
45-­‐ Como	
  os	
  argilominerais	
  podem	
  ser	
  classificados	
  em	
  função	
  do	
  número	
  de	
  camadas	
  tetraédricas	
  e	
  
octaédricas?	
  
Filossilicatos	
  1:1=	
  Uma	
  tetraédrica	
  de	
  sílica	
  e	
  uma	
  octaédrica	
  de	
  alumina.	
  Ocorre	
  substituição	
  parcial	
  de	
  
OH	
  por	
  O	
  dos	
  vértices	
  do	
  tetraedro.	
  A	
  ligação	
  de	
  hidrogênio	
  é	
  fraca,	
  mas	
  forte	
  o	
  suficiente	
  para	
  evitar	
  a	
  
penetração	
  de	
  água	
  entre	
  as	
  unidades	
  estruturais,	
  por	
  isso	
  possuem	
  pequena	
  expansão,	
  difícil	
  
dispersão	
  em	
  água	
  e	
  baixa	
  plasticidade.	
  
Filossilicatos	
  2:1=	
  Duas	
  tetraédricas	
  de	
  sílica	
  e	
  uma	
  octaédrica	
  de	
  alumina.	
  A	
  alumina	
  dos	
  octaédricos	
  
são	
  substituídas	
  por	
  Mg.	
  Ocorre	
  excesso	
  de	
  carga	
  na	
  camada	
  interna	
  devido	
  a	
  essas	
  substituições.	
  
Apresentam	
  moléculas	
  de	
  H2O	
  entre	
  as	
  unidades	
  estruturais.	
  A	
  água	
  penetra	
  facilmente	
  entre	
  as	
  
camadas,	
  o	
  que	
  proporciona	
  fácil	
  dispersão	
  na	
  água,	
  gerando	
  expansão	
  e	
  alta	
  plasticidade.	
  
46-­‐ Fale	
  sobre	
  as	
  substituições	
  isomórficas.	
  
Consiste	
  na	
  substituição	
  de	
  íons	
  no	
  interior	
  das	
  lâminas	
  de	
  tetraédricos	
  e	
  octaédricos	
  sem	
  alterar	
  a	
  
forma	
  mineral.	
  Os	
  íons	
  substituintes	
  devem	
  possuir	
  tamahos	
  semelhantes	
  pois	
  podem	
  causar	
  distorção	
  
na	
  verde,	
  porém	
  podem	
  apresentar	
  valências	
  diferentes.	
  Devido	
  a	
  substituição	
  de	
  íons	
  por	
  outros	
  de	
  
cargas	
  diferentes,	
  em	
  alguns	
  filossilicatos	
  as	
  camadas	
  não	
  são	
  eletricamente	
  neutras.	
  A	
  substituição	
  
isomórfica	
  produz	
  uma	
  carga	
  negativa	
  que	
  precisa	
  ser	
  neutralizada	
  pela	
  presença	
  de	
  cátions	
  
inorgânicos	
  no	
  espaço	
  interlamelar.	
  
47-­‐ O	
  que	
  é	
  espaço	
  interlamelar?	
  
Espaço	
  existente	
  entre	
  duas	
  lamelas	
  consecutivas.	
  
48-­‐ O	
  que	
  é	
  espaçamento	
  basal?	
  
Distancia	
  entre	
  duas	
  lamelas	
  adjacentes.	
  
49-­‐ Por	
  que	
  os	
  tetraédricos	
  de	
  sílica	
  são	
  dotados	
  de	
  grande	
  capacidade	
  absorvente?	
  
Pois	
  os	
  tetraedros	
  de	
  sílica	
  alternam	
  sua	
  orientação	
  em	
  grupos	
  de	
  6	
  pares	
  de	
  tetraedros,	
  criando	
  
amplos	
  canais	
  ao	
  longo	
  da	
  estrutura,	
  que	
  são	
  dotados	
  de	
  uma	
  grande	
  capacidade	
  absorvente.	
  
50-­‐ De	
  que	
  depende	
  o	
  tamanho	
  do	
  espaçamento	
  basal?	
  
Depende	
  de	
  quem	
  é	
  o	
  íon	
  que	
  esta	
  na	
  camada	
  interlamelar.	
  
51-­‐ Em	
  que	
  influencia	
  o	
  pequeno	
  tamanho	
  das	
  partículas	
  de	
  argila?	
  
O	
  pequeno	
  tamanho	
  das	
  partículas	
  faz	
  com	
  que	
  a	
  fração	
  de	
  argila	
  do	
  solo	
  seja	
  quimicamente	
  ativa,	
  
proporcionando	
  propriedades	
  coloidais.	
  
52-­‐ A	
  que	
  se	
  deve	
  a	
  afinidade	
  das	
  partículas	
  de	
  argila	
  pela	
  água	
  e	
  por	
  certos	
  elementos	
  químicos	
  
existentes	
  na	
  composição	
  do	
  solo?	
  
É	
  devido	
  à	
  grande	
  área	
  específica	
  e	
  à	
  existência	
  das	
  cargas	
  elétricas	
  na	
  superfície.	
  
53-­‐ Relacione	
  as	
  reações	
  de	
  troca	
  de	
  íons	
  com	
  o	
  tipo	
  de	
  argilomineral	
  presente	
  e	
  da	
  composição	
  do	
  
meio?	
  
Devido	
  a	
  íons	
  e	
  moléculas	
  de	
  agua	
  que	
  se	
  encontram	
  absorvidas	
  nas	
  partículas	
  de	
  argilas	
  por	
  forças	
  
eletrostáticas,	
  reações	
  de	
  trocas	
  de	
  íons	
  podem	
  acontecer	
  com	
  intensidade	
  que	
  se	
  depende	
  do	
  tipo	
  de	
  
argilomineral	
  e	
  da	
  composição	
  do	
  meio.	
  
54-­‐ Fale	
  sobre	
  a	
  troca	
  iônica.	
  
Íons	
  positivos,	
  existentes	
  em	
  soluções	
  aquosas,	
  que	
  entram	
  em	
  contato	
  com	
  a	
  argila,	
  podem	
  
facilmente	
  infiltrar-­‐se	
  entre	
  as	
  lâminas	
  dos	
  minerais	
  argilosos	
  e	
  dali	
  saírem	
  facilmente,	
  pois	
  suas	
  
ligações	
  químicas	
  são	
  fracas.	
  Eles	
  não	
  penetram	
  na	
  estrutura	
  do	
  mineral,	
  apenas	
  prendem-­‐se	
  as	
  
superfícies	
  das	
  partículas	
  de	
  argila.	
  Ocasionalmente	
  essa	
  troca	
  atômica	
  pode	
  ocorrer	
  também	
  em	
  meio	
  
não	
  aquoso.	
  Essa	
  propriedade	
  tem	
  grande	
  influência	
  na	
  plasticidade	
  das	
  argilas.	
  
55-­‐ Em	
  que	
  se	
  baseiam	
  as	
  aplicações	
  industriais	
  das	
  argilas?	
  
Se	
  baseiam	
  nas	
  suas	
  propriedades	
  físico-­‐químicas,	
  que	
  derivam	
  de:	
  
Reduzido	
  tamanho	
  das	
  partículas;	
  
Morfologia	
  dos	
  cristais-­‐	
  lamelas;	
  
Substituições	
  isomórficas-­‐	
  troca	
  de	
  cátions.	
  
56-­‐ O	
  que	
  permite	
  que	
  as	
  argilas	
  interajam	
  com	
  diversas	
  substâncias?	
  
Sua	
  elevada	
  área	
  superficial	
  com	
  ligações	
  químicas	
  não	
  saturadas.	
  Por	
  isso	
  possuem	
  um	
  
comportamento	
  plástico	
  quando	
  misturados	
  com	
  água	
  e	
  em	
  alguns	
  casos	
  podem	
  “inchar”.	
  
57-­‐ Explique	
  a	
  capacidade	
  de	
  inchar	
  das	
  argilas.	
  
As	
  argilas	
  destacam-­‐se	
  por	
  sua	
  enorme	
  capacidade	
  de	
  absorção.	
  As	
  mais	
  absorventes	
  chegam	
  a	
  reter	
  
água	
  numa	
  proporção	
  de	
  mais	
  de	
  100%	
  do	
  seu	
  próprio	
  peso,	
  A	
  água	
  pode	
  se	
  acumular	
  entre	
  as	
  
camadas	
  e,	
  à	
  medida	
  que	
  isso	
  ocorre,	
  as	
  folhas	
  vão	
  se	
  separando	
  e	
  o	
  volume	
  total	
  vai	
  aumentando.	
  
Entre	
  as	
  lamelas	
  existem	
  espaços	
  vazios	
  onde	
  serão	
  alocados	
  átomos	
  de	
  mais	
  baixa	
  energia	
  de	
  
moléculas	
  de	
  água	
  que	
  irão	
  estabilizar	
  a	
  estrutura.	
  A	
  capacidade	
  de	
  inchar	
  irá	
  depender	
  dos	
  cátions	
  que	
  
estão	
  entre	
  as	
  camadas.	
  
Essa	
  capacidade	
  de	
  formar	
  películas	
  de	
  água	
  em	
  sua	
  superfície,	
  devido	
  à	
  sua	
  estrutura	
  em	
  camadas,	
  dá	
  
à	
  argila	
  a	
  plasticidade.	
  Os	
  principais	
  fatores	
  que	
  afetam	
  a	
  plasticidade	
  são:	
  a	
  carga	
  mineralógica,	
  carga	
  
elétrica	
  e	
  o	
  estado	
  de	
  desfloculação	
  da	
  argila.	
  
58-­‐ Qual	
  a	
  diferença	
  entre	
  os	
  argilominerais	
  do	
  tipo	
  1:1	
  e	
  2:1	
  em	
  termos	
  da	
  capacidade	
  de	
  inchar?	
  
Na	
  estrutura	
  do	
  tipo	
  1:1,	
  no	
  espaço	
  entre	
  as	
  camadasque	
  se	
  empilham,	
  os	
  oxigênios	
  do	
  plano	
  que	
  une	
  
as	
  bases	
  dos	
  tetraedros,	
  encontram-­‐se	
  frente	
  às	
  hidroxilas	
  dos	
  octaedros.	
  Enquanto	
  nas	
  estruturas	
  do	
  
tipo	
  2:1,	
  os	
  oxigênios	
  faceiam	
  oxigênios,	
  com	
  isso,	
  nas	
  estruturas	
  1:1	
  existem	
  ligações	
  do	
  tipo	
  pontes	
  
de	
  hidrogênio	
  e	
  nas	
  do	
  tipo	
  2:1	
  não	
  existem.	
  Por	
  isso,	
  os	
  argilominerais	
  do	
  tipo	
  1:1	
  são	
  ditos	
  “não	
  
expansivos”	
  enquanto	
  que	
  os	
  do	
  tipo	
  2:1	
  são	
  ditos	
  “expansivos”,	
  ou	
  seja,	
  podem	
  alojar	
  moléculas	
  de	
  
H2O	
  e	
  uma	
  diversidade	
  de	
  cátions	
  entre	
  as	
  camadas.	
  Os	
  argilominerais	
  expansivos	
  apresentam	
  
superfície	
  de	
  exposição	
  externa	
  e	
  interna,	
  enquanto	
  os	
  não	
  expansivos	
  apresentam	
  somente	
  externa.	
  
59-­‐ Como	
  a	
  ilita	
  se	
  transforma	
  em	
  vermiculita?	
  
Na	
  ilita	
  (não	
  expansiva),	
  a	
  ligação	
  entre	
  as	
  camadas	
  é	
  feita	
  pelo	
  potássio.	
  Quando	
  o	
  potássio	
  sai,	
  a	
  ilita	
  
se	
  transforma	
  em	
  vermicilita.	
  Quando	
  submetidas	
  à	
  alta	
  temperatura,	
  a	
  água	
  contida	
  entre	
  as	
  lâminas	
  
se	
  transforma	
  em	
  vapor	
  fazendo	
  com	
  que	
  as	
  partículas	
  explodam,	
  transformando	
  em	
  flocos	
  
sanfonados.	
  Cada	
  floco	
  aprisiona	
  células	
  de	
  ar,	
  conferindo	
  excelente	
  capacidade	
  de	
  isolação	
  e	
  
refratariedade.	
  
60-­‐ O	
  que	
  o	
  comportamento	
  mecânico	
  em	
  um	
  material	
  reflete?	
  
Reflete	
  a	
  relação	
  entre	
  a	
  sua	
  resposta	
  (deformação)	
  e	
  uma	
  carga	
  (tensão)	
  que	
  esteja	
  sendo	
  aplicada	
  
sobre	
  um	
  corpo	
  fabricado	
  desse	
  material.	
  
61-­‐ Qual	
  a	
  diferença	
  entre	
  deformação	
  elástica	
  e	
  plástica?	
  
Deformações	
  Elásticas:	
  não	
  são	
  permanentes,	
  isto	
  é,	
  são	
  deformações	
  que	
  desaparecem	
  quando	
  a	
  
tensão	
  aplicada	
  é	
  retirada;	
  são	
  reversíveis,	
  sendo	
  resultado	
  da	
  ação	
  de	
  forças	
  conservativas;	
  existe	
  
manutenção	
  das	
  vizinhanças	
  atômicas	
  e	
  a	
  variação	
  dimensional	
  é	
  decorrente	
  da	
  variação	
  dos	
  
espaçamentos	
  interatômicos	
  quando	
  o	
  material	
  é	
  submetido	
  à	
  tensão.	
  	
  
Deformações	
  Plásticas:	
  são	
  permanentes,	
  isto	
  é,	
  permanecem	
  após	
  a	
  tensão	
  aplicada	
  ser	
  retirada;	
  são	
  
irreversíveis,	
  sendo	
  acompanhadas	
  por	
  deslocamentos	
  atômicos	
  permanentes.	
  
62-­‐ De	
  que	
  depende	
  o	
  valor	
  da	
  deformação	
  sofrida	
  por	
  um	
  material?	
  
Do	
  tipo	
  de	
  ligações	
  químicas	
  que	
  possui	
  o	
  material;	
  
Da	
  estrutura	
  cristalográfica;	
  
Da	
  tensão	
  aplicada;	
  
Da	
  temperatura.	
  
63-­‐ Desenhe	
  e	
  explique	
  o	
  comportamento	
  do	
  diagrama	
  que	
  relaciona	
  a	
  distância	
  interatômica	
  com	
  o	
  
módulo	
  de	
  elasticidade.	
  
Da	
  distancia	
  de	
  equilíbrio	
  Ao,	
  a	
  força	
  de	
  atração	
  entre	
  
os	
  íons	
  é	
  compensada	
  pela	
  força	
  de	
  repulsão	
  entre	
  as	
  
nuvens	
  eletrônicas.	
  
X	
  é	
  a	
  tensão	
  necessária	
  para	
  a	
  ruptura,	
  que	
  é	
  a	
  força	
  
máxima	
  da	
  curva	
  resultante.	
  A	
  tensão	
  é	
  usada	
  ate	
  esse	
  
ponto	
  para	
  separação	
  dos	
  átomos,	
  além	
  desse	
  ponto,	
  
a	
  separação	
  pode	
  prosseguir	
  tem	
  tensões	
  menores.	
  
A	
  inclinação	
  da	
  curva	
  no	
  ponto	
  de	
  equilíbrio	
  
representa	
  a	
  força	
  necessária	
  para	
  separar	
  os	
  átomos	
  
sem	
  promover	
  a	
  quebra	
  da	
  ligação.	
  
	
  
64-­‐ O	
  que	
  é	
  ponto	
  de	
  menor	
  energia?	
  
É	
  quando	
  a	
  força	
  de	
  repulsão	
  é	
  igual	
  a	
  de	
  atração.	
  
65-­‐ Por	
  que	
  o	
  módulo	
  de	
  elasticidade	
  teórico	
  é	
  sempre	
  maior	
  do	
  que	
  o	
  real?	
  
Pois	
  ele	
  não	
  leva	
  em	
  consideração	
  os	
  defeitos	
  do	
  material.	
  
66-­‐ Por	
  que	
  antes	
  do	
  rompimento,	
  os	
  materiais	
  metálicos	
  entram	
  na	
  região	
  plástica	
  e	
  as	
  cerâmicas	
  
não,	
  ou	
  seja,	
  por	
  que	
  elas	
  são	
  mais	
  frágeis?	
  
Assim	
  como	
  nos	
  metais,	
  a	
  deformação	
  plástica	
  ocorre	
  por	
  movimento	
  de	
  discordâncias,	
  os	
  materiais	
  
cerâmicos	
  são	
  duros	
  e	
  frágeis	
  devido	
  às	
  dificuldades	
  do	
  escorregamento.	
  Nos	
  cerâmicos,	
  para	
  os	
  quais	
  
a	
  ligação	
  é	
  predominantemente	
  iônica,	
  existem	
  poucos	
  sistemas	
  de	
  escorregamento	
  ao	
  longo	
  dos	
  quais	
  
as	
  discordâncias	
  podem	
  se	
  mover.	
  Isso	
  é	
  consequência	
  da	
  natureza	
  eletricamente	
  carregada	
  dos	
  íons.	
  
Para	
  o	
  escorregamento	
  em	
  algumas	
  direções,	
  íons	
  com	
  uma	
  mesma	
  carga	
  são	
  colocados	
  próximos.	
  
Devido	
  a	
  repulsão	
  eletrostática,	
  essa	
  modalidade	
  de	
  escorregamento	
  é	
  muito	
  restringida.	
  Já	
  nos	
  
metais,	
  uma	
  vez	
  que	
  todos	
  os	
  átomos	
  são	
  eletricamente	
  neutros,	
  uma	
  quantidade	
  consideravelmente	
  
maior	
  de	
  sistemas	
  de	
  escorregamento	
  está	
  operacional,	
  e	
  consequentemente,	
  o	
  movimento	
  de	
  
discordância	
  é	
  mais	
  fácil.	
  
67-­‐ Por	
  que	
  para	
  as	
  cerâmicas	
  nas	
  quais	
  a	
  ligação	
  é	
  altamente	
  covalente,	
  o	
  escorregamento	
  também	
  
é	
  difícil	
  e	
  as	
  torna	
  frágeis?	
  
As	
  ligações	
  covalentes	
  são	
  relativamente	
  fortes;	
  
Existe	
  um	
  numero	
  limitado	
  de	
  sistemas	
  de	
  escorregamento;	
  
As	
  estruturas	
  das	
  discordâncias	
  são	
  complexas.	
  
68-­‐ Por	
  que	
  as	
  ligações	
  se	
  rompem	
  na	
  fusão?	
  
Pois	
  com	
  o	
  aumento	
  da	
  temperatura,	
  os	
  átomos	
  adquirem	
  maior	
  energia	
  cinética,	
  vibrando	
  ate	
  o	
  ponto	
  
em	
  que	
  as	
  moléculas	
  não	
  consigam	
  mais	
  se	
  manter	
  unidas,	
  ocorrendo	
  assim	
  o	
  rompimento	
  das	
  
ligações.	
  
69-­‐ Quais	
  são	
  os	
  tipos	
  de	
  tensões?	
  
Tração,	
  Compressão,	
  Cisalhamento	
  e	
  Torção.	
  
70-­‐ Em	
  que	
  consiste	
  a	
  fratura	
  frágil?	
  
Consiste	
  na	
  formação	
  e	
  na	
  propagação	
  de	
  trincas	
  ao	
  longo	
  da	
  seção	
  transversal	
  de	
  um	
  material	
  em	
  
uma	
  direção	
  perpendicular	
  à	
  da	
  carga	
  aplicada.	
  O	
  crescimento	
  da	
  trinca	
  nas	
  cerâmicas	
  pode	
  ser	
  
transgranular	
  (através	
  dos	
  grãos)	
  e	
  intergranular	
  (ao	
  longo	
  dos	
  contornos	
  de	
  grãos).	
  Nas	
  fraturas	
  
transgranulares,	
  as	
  trincas	
  se	
  propagam	
  ao	
  longo	
  de	
  planos	
  cristalográficos	
  específicos	
  (planos	
  de	
  
clivagem)	
  que	
  são	
  planos	
  com	
  alta	
  densidade	
  atômica.	
  Nas	
  fraturas	
  intergranulares,	
  a	
  trinca	
  se	
  propaga	
  
ao	
  longos	
  dos	
  contornos	
  de	
  grãos.	
  
71-­‐ Por	
  que	
  as	
  cerâmicas	
  exibem	
  resistências	
  muito	
  maiores	
  em	
  compressão	
  do	
  que	
  em	
  tração?	
  
Essa	
  diferença	
  é	
  causada	
  pela	
  presença	
  de	
  trincas	
  e	
  falhas	
  pré-­‐existentes	
  no	
  material,	
  pois	
  para	
  tensões	
  
de	
  compressão	
  não	
  existe	
  qualquer	
  amplificação	
  de	
  tensões	
  associados	
  a	
  qualquer	
  defeito	
  existente.	
  
Isto	
  acontece	
  porque	
  a	
  compressão	
  tende	
  a	
  fechar	
  os	
  defeitos	
  e	
  a	
  tração	
  tende	
  a	
  abrir	
  os	
  defeitos.	
  
72-­‐ Compare	
  a	
  fluência	
  nos	
  metais	
  e	
  nos	
  materiaiscerâmicos.	
  
Os	
  materiais	
  cerâmicos	
  sofrem	
  deformação	
  por	
  fluência	
  como	
  resultado	
  da	
  exposição	
  a	
  tensões	
  em	
  
temperaturas	
  elevadas.	
  Normalmente	
  o	
  comportamento	
  tempo-­‐deformação	
  em	
  fluência	
  das	
  
cerâmicas	
  é	
  semelhante	
  ao	
  dos	
  metais,	
  entretanto,	
  nas	
  cerâmicas	
  a	
  fluência	
  ocorre	
  em	
  temperaturas	
  
mais	
  elevadas.	
  
73-­‐ Graficamente,	
  o	
  que	
  é	
  módulo	
  de	
  elasticidade?	
  
É	
  a	
  diferencial	
  da	
  curda	
  resultante	
  da	
  força	
  (atração/repulsão)	
  versus	
  distancia	
  interatômica.	
  Dessa	
  
forma,	
  qualquer	
  mudança	
  nas	
  distancias	
  interatômicas	
  afetará	
  o	
  módulo	
  de	
  elasticidade.	
  
74-­‐ Relacione	
  o	
  módulo	
  de	
  elasticidade	
  com	
  compressão,	
  tração	
  e	
  temperatura.	
  
Quanto	
  maior	
  a	
  compressão,	
  maior	
  o	
  módulo	
  de	
  elasticidade;	
  
Uma	
  tração	
  reduzirá	
  o	
  módulo.	
  Como	
  a	
  ruptura	
  ocorre	
  em	
  tensões	
  relativamente	
  baixas	
  para	
  materiais	
  
cerâmicos,	
  não	
  há	
  muito	
  aumento	
  nas	
  distancias	
  interatômicas;	
  
Quanto	
  maior	
  a	
  temperatura,	
  menoro	
  módulo	
  de	
  elasticidade.	
  Pois	
  a	
  expansão	
  térmica	
  aumenta	
  a	
  
distancia	
  interatômica	
  sendo	
  necessário	
  menos	
  força	
  para	
  separação	
  interatômica,	
  por	
  tensões	
  
aplicadas.	
  
75-­‐ Por	
  que	
  nos	
  materiais	
  metálicos	
  a	
  diferença	
  do	
  comportamento	
  na	
  tração	
  e	
  na	
  compressão	
  é	
  
pequena	
  e	
  nos	
  metais	
  é	
  grande?	
  
Pois	
  nos	
  metis	
  as	
  forças	
  de	
  ligação	
  vão	
  se	
  romper	
  por	
  cisalhamento	
  e	
  possuem	
  muitos	
  planos	
  de	
  
deslizamentos	
  ativos.	
  
76-­‐ O	
  que	
  o	
  coeficiente	
  de	
  Poisson	
  indica?	
  
Indica	
  a	
  variação	
  das	
  dimensões	
  nas	
  direções	
  perpendiculares	
  à	
  deformação	
  imposta	
  pela	
  tensão	
  
externa	
  aplicada.	
  
77-­‐ O	
  que	
  produz	
  um	
  modelo	
  de	
  estado	
  de	
  tensões	
  não	
  uniformes	
  nos	
  materiais	
  policristalinos?	
  
É	
  a	
  mudança	
  do	
  módulo	
  de	
  elasticidade	
  de	
  grão	
  para	
  grão,	
  devido	
  à	
  orientação	
  aleatória.	
  Os	
  que	
  
possuem	
  menores	
  valores	
  de	
  E	
  se	
  rompem	
  mais	
  rápido.	
  
78-­‐ Qual	
  o	
  efeito	
  da	
  porosidade	
  nos	
  materiais	
  cerâmicos?	
  
Os	
  micro	
  defeitos	
  atuam	
  como	
  concentradores	
  de	
  tensão	
  em	
  materiais	
  cerâmicos.	
  Este	
  campo	
  de	
  
tensões	
  é	
  amplificado	
  localmente	
  quando	
  o	
  material	
  é	
  submetido	
  a	
  uma	
  tensão	
  externa.	
  Esa	
  
amplificação	
  é	
  diretamente	
  proporcional	
  ao	
  tamanho	
  do	
  maior	
  defeito.	
  Os	
  defeitos	
  superficiais	
  são	
  
mais	
  críticos	
  do	
  que	
  os	
  defeitos	
  internos	
  na	
  microestrutura	
  do	
  material	
  cerâmico.	
  
79-­‐ Por	
  que	
  a	
  porosidade	
  exerce	
  efeito	
  negativo	
  sobre	
  a	
  resistência	
  mecânica?	
  
Devido	
  a	
  2	
  motivos:	
  
Poros	
  reduzem	
  a	
  área	
  da	
  seção	
  reta	
  (ocupada	
  pela	
  fase	
  sólida)	
  na	
  qual	
  a	
  carga	
  é	
  aplicada;	
  
Poros	
  também	
  agem	
  como	
  concentradores	
  de	
  tensão,	
  influenciando	
  diretamente	
  no	
  módulo	
  de	
  
elasticidade	
  como	
  na	
  resistência	
  mecânica	
  e	
  tenacidade	
  à	
  fratura.	
  O	
  módulo	
  de	
  elasticidade	
  diminui	
  
com	
  a	
  porosidade.	
  
80-­‐ O	
  que	
  é	
  tensão	
  normal	
  crítica?	
  
É	
  a	
  tensão	
  necessária	
  para	
  causar	
  a	
  ruptura	
  e	
  varia	
  intensamente	
  no	
  interior	
  de	
  um	
  cristal.	
  
81-­‐ O	
  que	
  são	
  concentradores	
  de	
  tensão?	
  
São	
  pontos	
  onde	
  a	
  magnitude	
  de	
  uma	
  tensão	
  de	
  tração	
  é	
  amplificada,,	
  ou	
  seja,	
  por	
  ser	
  aumentada	
  ou	
  
concentrada	
  na	
  região	
  do	
  defeito.	
  
82-­‐ Explique	
  o	
  postulado	
  de	
  Griffith.	
  
“A	
  ruptura	
  seria	
  uma	
  consequência	
  da	
  concentração	
  de	
  tensões	
  nas	
  extremidades	
  das	
  fendas	
  ou	
  outras	
  
falhas	
  estruturais	
  existentes.”	
  
A	
  magnitude	
  da	
  amplificação	
  de	
  tensão	
  depende	
  da	
  orientação	
  dessas	
  fendas,	
  com	
  soma	
  da	
  sua	
  
geometria	
  (grau	
  de	
  curvatura).	
  
83-­‐ Analise	
  o	
  diagrama	
  de	
  amplificação	
  de	
  tensão.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Distância	
  X	
  –	
  X’	
  é	
  o	
  tamanho	
  da	
  trinca.	
  
A	
  tensão	
  aumenta	
  com	
  a	
  diminuição	
  do	
  raio	
  de	
  curvatura,	
  ou	
  seja,	
  quanto	
  menor	
  o	
  raio	
  maior	
  é	
  a	
  
tensão.	
  
84-­‐ Por	
  que	
  o	
  efeito	
  de	
  um	
  concentrador	
  de	
  tensões	
  é	
  mais	
  significativo	
  nos	
  materiais	
  frágeis?	
  
Em	
  material	
  dúctil,	
  ocorre	
  a	
  deformação	
  plástica	
  quando	
  σ	
  máx	
  excede	
  o	
  limite	
  de	
  escoamento,	
  Isso	
  leva	
  
a	
  uma	
  distribuição	
  de	
  tensões	
  mais	
  uniforme	
  na	
  vizinhança	
  no	
  concentrador	
  de	
  tensão	
  e	
  ao	
  
desenvolvimento	
  de	
  um	
  fator	
  de	
  concentração	
  de	
  tensões	
  máximo,	
  que	
  é	
  menor	
  que	
  o	
  valor	
  teórico.	
  O	
  
escoamento	
  e	
  a	
  redistribuição	
  de	
  tensões	
  não	
  ocorrem,	
  em	
  qualquer	
  extensão	
  apreciável,	
  em	
  torno	
  
dos	
  defeitos	
  e	
  descontinuidades,	
  no	
  materiais	
  frágeis,	
  alcançando	
  assim,	
  valores	
  de	
  tensões	
  teóricas.	
  
85-­‐ O	
  que	
  é	
  deformação	
  plástica?	
  Como	
  ocorre?	
  
O	
  escoamento	
  ou	
  deformação	
  plástica	
  de	
  um	
  material,	
  quando	
  submetido	
  a	
  uma	
  tensão,	
  é	
  
caracterizado	
  por	
  apresentar	
  uma	
  deformação	
  que	
  permanece	
  quando	
  o	
  esforço	
  é	
  removido.	
  Nesse	
  
regime,	
  as	
  ligações	
  entre	
  átomos	
  são	
  alongadas	
  e	
  rompidas.	
  
A	
  deformação	
  plástica	
  ocorre	
  normalmente	
  através	
  do	
  deslizamento	
  de	
  blocos	
  de	
  cristais,	
  uns	
  sobre	
  os	
  
outros.	
  Os	
  deslizamentos	
  dos	
  blocos	
  de	
  cristais	
  ocorrem	
  ao	
  longo	
  de	
  planos	
  de	
  deslizamentos.	
  Dentro	
  
desses	
  planos,	
  os	
  deslizamentos	
  ocorrem	
  em	
  direções	
  de	
  deslizamento.	
  Isso	
  ocorre	
  devido	
  à	
  simetria	
  
translacional	
  da	
  rede,	
  onde	
  a	
  estrutura	
  cristalina	
  deve	
  ser	
  perfeitamente	
  restaurada	
  após	
  o	
  
deslizamento,	
  desde	
  que	
  a	
  deformação	
  seja	
  uniforme.	
  
86-­‐ O	
  que	
  são	
  os	
  planos	
  de	
  deslizamento?	
  
Planos	
  de	
  deslizamento	
  são	
  planos	
  cristalográficos	
  bem	
  definidos	
  de	
  maiores	
  densidades	
  atômicas.	
  
87-­‐ O	
  que	
  são	
  direções	
  de	
  deslizamento?	
  
São	
  as	
  direções	
  cristalográficas	
  mais	
  compactas	
  dentro	
  dos	
  planos	
  de	
  deslizamento.	
  
88-­‐ Por	
  que	
  os	
  deslizamentos	
  são	
  mais	
  prováveis	
  em	
  planos	
  e	
  direções	
  compactas?	
  
Pois	
  nestes	
  casos	
  a	
  distância	
  que	
  a	
  rede	
  precisa	
  se	
  deslocar	
  é	
  mínima,	
  logo	
  é	
  necessária	
  uma	
  pequena	
  
energia,	
  sendo	
  então,	
  mais	
  prov´vel.	
  Dependendo	
  da	
  simetria	
  da	
  estrutura,	
  outros	
  sistemas	
  de	
  
deslizamento	
  podem	
  estar	
  presentes.	
  Uma	
  vez	
  que	
  os	
  planos	
  de	
  maiores	
  densidades	
  atômicas	
  são	
  
também	
  os	
  mais	
  espaçados	
  entre	
  si,	
  a	
  resistência	
  (menor	
  E,	
  e	
  consequentemente	
  menor	
  σ	
  máx)	
  destes	
  
planos	
  será	
  geralmente	
  menor,	
  do	
  que	
  a	
  de	
  outros	
  conjuntos	
  de	
  planos	
  cristalográficos.	
  Em	
  geral,	
  o	
  
deslizamento	
  ocorreráparalelo	
  a	
  planos	
  compactos,	
  que	
  preservam	
  sua	
  integridade.	
  
89-­‐ O	
  que	
  são	
  sistemas	
  de	
  deslizamento?	
  
A	
  combinação	
  dos	
  planos	
  de	
  deslizamentos	
  com	
  as	
  direções	
  de	
  deslizamento.	
  Esses	
  sistemas	
  variam	
  
com	
  as	
  redes	
  cristalográficas.	
  
90-­‐ Explique	
  a	
  deformação	
  plástica	
  nos	
  materiais	
  cristalinos.	
  
Nas	
  cerâmicas	
  cristalinas,	
  a	
  deformação	
  plástica	
  ocorre	
  como	
  nos	
  metais,	
  pelo	
  movimento	
  de	
  
discordâncias.	
  E,	
  cerâmicas	
  cristalinas,	
  apesar	
  das	
  estruturas	
  serem	
  semelhantes	
  às	
  dos	
  metais,	
  muitos	
  
sistemas	
  de	
  deslizamento	
  não	
  são	
  ativos.	
  Nos	
  materiais	
  cerâmicos,	
  para	
  os	
  quais	
  a	
  ligação	
  é	
  
predominantemente	
  iônica,	
  existem	
  muito	
  poucos	
  sistemas	
  de	
  deslizamentos	
  ao	
  longo	
  dos	
  quais	
  as	
  
discordâncias	
  podem	
  se	
  mover.	
  Isso	
  é	
  consequência	
  da	
  natureza,	
  eletricamente	
  carregada,	
  dos	
  íons.	
  
Para	
  o	
  escorregamento	
  em	
  algumas	
  direções,	
  íons	
  com	
  a	
  mesma	
  carga	
  são	
  colocados	
  próximos	
  uns	
  ao	
  
outros,	
  devido	
  a	
  repulsão	
  eletrostática,	
  essa	
  modalidade	
  de	
  deslizamento	
  é	
  muito	
  restringida,	
  ao	
  nível	
  
em	
  que,	
  a	
  deformação	
  plástica	
  nos	
  materiais	
  cerâmicos	
  é	
  raramente	
  mensurável	
  à	
  temperatura	
  
ambiente.	
  Por	
  outro	
  lado,	
  para	
  cerâmicas	
  nas	
  quais	
  a	
  ligação	
  é	
  altamente	
  covalente,	
  o	
  escorregamento	
  
também	
  é	
  difícil	
  e	
  eles	
  são	
  frágeis,	
  pois	
  as	
  ligações	
  covalentes	
  são	
  relativamente	
  fortes,	
  pelo	
  número	
  
limitado	
  de	
  sistemas	
  de	
  deslizamentos	
  e	
  pela	
  complexidade	
  das	
  estruturas	
  das	
  discordâncias.	
  
	
  
	
  
91-­‐ Explique	
  a	
  deformação	
  plástica	
  dos	
  materiais	
  cerâmicos	
  amorfos.	
  
Nos	
  materiais	
  cerâmicos	
  amorfos	
  não	
  existe	
  uma	
  estrutura	
  cristalina	
  regular,	
  ou	
  seja,	
  não	
  existem	
  
discordâncias.	
  Materiais	
  amorfos	
  e	
  líquidos	
  apresentam	
  sempre	
  o	
  mecanismo	
  de	
  deformação	
  
dependente	
  do	
  tempo,	
  e	
  deformam	
  por	
  Escoamento	
  Viscoso	
  ou	
  Deformação	
  Viscosa.	
  	
  
Escoamento	
  viscoso:	
  os	
  átomos	
  deslizam	
  uns	
  sobre	
  os	
  outros	
  pela	
  quebra	
  e	
  reconstrução	
  de	
  ligações	
  
interatômicas,	
  em	
  resposta	
  a	
  aplicação	
  de	
  tensão	
  de	
  cisalhamento.	
  
Deformação	
  viscosa:	
  completamente	
  isotrópica	
  (mesma	
  propriedade	
  física,	
  independente	
  da	
  direção),	
  
depende	
  apenas	
  da	
  tensão	
  aplicada.	
  A	
  viscosidade	
  diminui	
  com	
  o	
  aumento	
  da	
  temperatura,	
  e	
  o	
  efeito	
  
da	
  mudança	
  de	
  densidade	
  pode	
  ser	
  considerável.	
  
Os	
  vidros,	
  como	
  não	
  há	
  rede	
  cristalina,	
  se	
  comportam	
  como	
  líquidos	
  muito	
  viscosos,	
  exibindo	
  os	
  
extremos	
  do	
  comportamento	
  frágil	
  a	
  dúctil,	
  dependendo	
  da	
  temperatura	
  a	
  qual	
  está	
  submetido.	
  Em	
  
baixas	
  temperaturas,	
  ocorre	
  fratura	
  frágil.	
  Em	
  temperaturas	
  próximas	
  a	
  temperatura	
  de	
  amolecimento,	
  
ocorre	
  um	
  fluxo	
  plástico	
  muito	
  intenso.	
  
92-­‐ Qual	
  o	
  critério	
  para	
  a	
  deformação	
  plástica	
  dos	
  materiais	
  cerâmicos?	
  
Presença	
  de	
  discordâncias,	
  um	
  mecanismo	
  de	
  geração	
  de	
  novas	
  discordâncias	
  sob	
  uma	
  tensão	
  aplicada	
  
e	
  um	
  trajeto	
  longo	
  em	
  que	
  as	
  discordâncias	
  podem	
  se	
  mover	
  em	
  uma	
  tensão	
  mais	
  baixa	
  que	
  a	
  
resistência	
  à	
  fratura	
  dos	
  materiais.	
  
A	
  deformação	
  plástica	
  não	
  deve	
  ocorrer	
  em	
  uma	
  cerâmica	
  iônica,	
  a	
  menos	
  que	
  o	
  balanço	
  eletrostático	
  
entre	
  os	
  íons	
  positivos	
  e	
  negativos	
  seja	
  restabelecido	
  em	
  torno	
  de	
  cada	
  íon,	
  a	
  geometria	
  estrutural	
  não	
  
seja	
  alterada	
  e	
  a	
  razão	
  ânion-­‐cátion	
  seja	
  mantida.	
  
93-­‐ Relacione	
  a	
  deformação	
  plástica	
  com	
  a	
  temperatura.	
  
A	
  deformação	
  plástica	
  dos	
  materiais	
  cerâmicos	
  aumenta	
  	
  com	
  o	
  aumento	
  da	
  temperatura	
  de	
  ensaio.	
  
Muitos	
  materiais	
  cerâmicos,	
  quando	
  ensaiados	
  em	
  altas	
  temperaturas	
  e	
  com	
  cargas	
  baixas	
  constantes,	
  
deformam-­‐se	
  plasticamente	
  por	
  fluência.	
  
94-­‐ Qual	
  o	
  comportamento	
  de	
  ductilidade	
  nos	
  monocristais	
  cerâmicos?	
  
Os	
  materiais	
  monocristalinos	
  apresentam	
  considerável	
  alongamento	
  plástico	
  em	
  ensaios	
  de	
  flexão	
  em	
  
temperatura	
  ambiente.	
  Monocristais	
  contém	
  baixa	
  densidade	
  de	
  discordâncias.	
  Restrições	
  aos	
  
sistemas	
  de	
  deslizamentos	
  resultam	
  tanto	
  das	
  condições	
  eletrostáticas,	
  como	
  das	
  condições	
  
geométricas.	
  Porém,	
  maiores	
  plasticidades	
  são	
  obtidas	
  quando	
  ocorre	
  expansão	
  de	
  bandas	
  de	
  
deslizamento	
  em	
  monocristais.	
  
95-­‐ Qual	
  o	
  comportamento	
  de	
  ductilidade	
  das	
  cerâmicas	
  policristalinas?	
  
Materiais	
  cerâmicos	
  policristalinos	
  fraturam	
  de	
  modo	
  frágil	
  em	
  temperatura	
  ambiente,	
  mas	
  podem	
  
apresentar	
  ductilidade	
  em	
  altas	
  temperaturas.	
  A	
  orientação	
  randômica	
  dos	
  grãos	
  inibe	
  o	
  movimento	
  
de	
  discordâncias.	
  As	
  discordâncias	
  terminas	
  nos	
  contornos	
  de	
  grãos.	
  Para	
  a	
  deformação	
  plástica	
  ser	
  
possível,	
  é	
  determinado	
  que	
  5	
  sistemas	
  independentes	
  de	
  deslizamentos	
  devem	
  estar	
  presentes	
  na	
  
estrutura	
  do	
  cristal.	
  Em	
  temperatura	
  ambiente,	
  muitas	
  estruturas	
  cerâmicas	
  possuem	
  apenas	
  3	
  ou	
  4	
  
sistemas	
  de	
  deslizamentos.	
  
96-­‐ Quais	
  os	
  principais	
  tipos	
  de	
  deformações	
  sob	
  alta	
  temperaturas?	
  Por	
  que	
  ocorrem?	
  
A	
  deformação	
  plástica	
  de	
  materiais	
  cerâmicos	
  pode	
  ser	
  elevada	
  em	
  altas	
  temperaturas,	
  pois	
  os	
  
movimentos	
  dos	
  átomos	
  ocorrem	
  com	
  mais	
  facilidade.	
  Os	
  3	
  tipos	
  são	
  :	
  Anelasticidade,	
  Fluência	
  e	
  Fluxo	
  
Viscoso.	
  
Anelasticidade	
  ou	
  Viscoleslasticidade:	
  Em	
  um	
  número	
  grande	
  de	
  aplicações,	
  tais	
  como	
  vidros	
  e	
  
materiais	
  policristalinos,	
  em	
  altas	
  temperaturas,	
  o	
  módulo	
  de	
  elasticidade	
  não	
  é	
  uma	
  constante,	
  mas	
  
exibe	
  uma	
  grande	
  dependência	
  do	
  tempo.	
  Esse	
  comportamento	
  é	
  denominado	
  anelasticidade	
  ou	
  
viscoelasticidade	
  e	
  caracteriza	
  as	
  deformações	
  que	
  são	
  recuperáveis,	
  porém,	
  não	
  instantaneamente,	
  
após	
  a	
  remoção	
  da	
  tensão.	
  À	
  medida	
  que	
  se	
  atingem	
  temperaturas	
  muito	
  elevadas,	
  há	
  um	
  decréscimo	
  
acentuado	
  no	
  módulo	
  de	
  elasticidade.	
  Isso	
  ocorre	
  porque	
  as	
  tensões,	
  nas	
  altas	
  temperaturas	
  induzem	
  
movimentos	
  nos	
  átomos,	
  de	
  um	
  lado	
  para	
  outro.	
  Nessas	
  condições,	
  a	
  deformação	
  não	
  é	
  efetivamente	
  
elástica,	
  pois	
  alguns	
  átomos	
  ganham	
  novos	
  vizinhos.	
  Mas	
  é	
  parcialmente	
  reversível,	
  de	
  tal	
  maneira	
  que	
  
o	
  alívio	
  de	
  tensões	
  permite	
  o	
  retorno	
  de	
  muitos	
  daqueles	
  átomos	
  às	
  posições	
  originais.	
  O	
  
deslocamento	
  anelástico	
  dos	
  átomos	
  é	
  mais	
  intendo	
  em	
  altas	
  temperaturas,	
  ou	
  quando	
  ocorrem	
  
frequências	
  de	
  solicitaçãomais	
  baixas,	
  num	
  intervalo	
  de	
  tempo	
  mais	
  prolongado.	
  
Fluência:	
  Deformação	
  plástica	
  lenta	
  que	
  ocorre	
  em	
  materiais	
  submetidos	
  a	
  carregamentos	
  estáticos,	
  
sob	
  alta	
  temperaturas	
  (tempo).	
  É	
  um	
  escoamento	
  dependente	
  do	
  tempo.	
  A	
  velocidade	
  de	
  fluência	
  
depende	
  conjuntamente	
  da	
  tensão	
  aplicada	
  e	
  da	
  temperatura.	
  Os	
  mecanismos	
  que	
  influem	
  no	
  
processo	
  de	
  fluência	
  são,	
  dentre	
  outros:	
  deformação	
  dos	
  contornos	
  de	
  grãos,	
  movimento	
  de	
  
discordâncias	
  e	
  difusão.	
  A	
  fluência	
  só	
  é	
  possível	
  porque	
  os	
  obstáculos	
  à	
  deformação	
  podem	
  ser	
  
vencidos	
  pela	
  ação	
  combinada	
  das	
  flutuações	
  térmicas	
  e	
  tensões.	
  A	
  deformação	
  plástica	
  lenta	
  que	
  
ocorre	
  em	
  materiais	
  submetidos	
  a	
  carregamentos	
  estáticos,	
  sob	
  altas	
  temperaturas.	
  É	
  um	
  escoamento	
  
dependente	
  do	
  tempo.	
  
Fluência	
  em	
  monocristais:	
  Nos	
  monocristais	
  o	
  mecanismo	
  envolvido	
  no	
  processo	
  de	
  fluência	
  é	
  o	
  
movimento	
  de	
  discordâncias	
  que	
  estão	
  presentes	
  na	
  estrutura.	
  A	
  presença	
  de	
  imperfeições	
  diminui	
  a	
  
taxa	
  de	
  fluência.	
  
	
  Fluência	
  em	
  policristais:	
  É	
  controlada	
  por	
  mecanismos	
  diferentes	
  daqueles	
  dos	
  monocristais.	
  Em	
  
cerâmicas	
  policristalinas,	
  a	
  orientação	
  aleatória	
  dos	
  grãos	
  dificulta	
  a	
  movimentação	
  das	
  discordâncias	
  
entre	
  eles,	
  através	
  dos	
  seus	
  contornos.	
  Portanto,	
  movimentação	
  de	
  discordâncias	
  não	
  apresenta	
  um	
  
efeito	
  significante	
  no	
  mecanismo	
  de	
  fluência.	
  Nesses	
  materiais,	
  a	
  taxa	
  de	
  fluência	
  é	
  governada	
  pela	
  
taxa	
  de	
  difusão	
  e	
  pela	
  taxa	
  de	
  movimento	
  dos	
  contornos	
  de	
  grãos.	
  A	
  difusão	
  envolve	
  o	
  movimento	
  de	
  
íons,	
  átomos	
  ou	
  vacâncias	
  através	
  da	
  estrutura	
  do	
  cristal	
  (intragranular)	
  ou	
  difusão	
  ao	
  longo	
  nos	
  
contornos	
  de	
  grãos	
  (intergranular).	
  O	
  deslizamento	
  dos	
  contornos	
  frequentemente	
  envolve	
  porosidade	
  
ou	
  uma	
  diferença	
  na	
  composição	
  química	
  nos	
  contornos	
  de	
  grãos.	
  Deslizamentos	
  nos	
  contornos	
  de	
  
grãos	
  é	
  um	
  importante	
  fator	
  na	
  contribuição	
  para	
  a	
  fratura	
  de	
  muitos	
  materiais	
  cerâmicos	
  densificados	
  
por	
  prensagem	
  à	
  quente	
  ou	
  sinterização.	
  Nos	
  deslizamentos	
  nos	
  contornos	
  de	
  grãos,	
  aditivos	
  são	
  
necessários	
  para	
  se	
  conseguir	
  a	
  densificação.	
  Esses	
  aditivos	
  concentram-­‐se	
  nos	
  contornos	
  dos	
  grãos	
  
como	
  impurezas,	
  inicialmente	
  presentes	
  no	
  material.	
  Se	
  um	
  vidro	
  é	
  formado,	
  sendo	
  frequentemente	
  
obtido	
  em	
  temperaturas	
  inferiores,	
  a	
  temperatura	
  que	
  normalmente	
  ocorre	
  o	
  processo	
  de	
  fluência	
  da	
  
matriz,	
  o	
  deslizamento	
  do	
  contorno	
  de	
  grão	
  é	
  observado.	
  Deslizamentos	
  nos	
  contornos	
  de	
  grão	
  são	
  
normalmente	
  acompanhados	
  pela	
  nucleação	
  de	
  trincas	
  nos	
  contornos	
  de	
  grãos,	
  principalmente	
  pela	
  
cavidade	
  em	
  ponto	
  tríplice	
  (pontos	
  em	
  que	
  3	
  grãos	
  se	
  encontram).	
  A	
  contribuição	
  dada	
  pela	
  redução	
  
da	
  capacidade	
  de	
  suportar	
  cargas,	
  devido	
  ao	
  “amolecimento”	
  do	
  contorno	
  de	
  grão,	
  é	
  a	
  formação	
  de	
  
falhas,	
  que	
  geralmente	
  resultam	
  em	
  fratura,	
  antes	
  de	
  deformações	
  plásticas	
  apreciáveis.	
  	
  
Contornos	
  de	
  grão	
  podem	
  agir	
  como	
  fontes	
  e	
  dissipadores	
  de	
  defeitos	
  pontuais.	
  Frequentemente,	
  o	
  
contornos	
  de	
  grãos	
  atraem	
  impurezas	
  e	
  são	
  sítios	
  de	
  segundas	
  fases.	
  Em	
  temperaturas,	
  onde	
  os	
  
defeitos	
  pontuais	
  são	
  móveis,	
  deve	
  ocorrer	
  fluxo	
  plástico,	
  preferencialmente,	
  nos	
  contornos	
  de	
  grão.	
  
Isto	
  pode	
  levar	
  a	
  vários	
  fenômenos,	
  tais	
  como	
  mudanças	
  de	
  formas	
  dos	
  grãos	
  individuais	
  ou	
  o	
  
deslizamento	
  relativo	
  de	
  grãos	
  adjacentes,	
  com	
  consequente	
  nucleação	
  de	
  trincas.	
  A	
  presença	
  de	
  tais	
  
trincas,	
  que	
  frequentemente	
  estão	
  ao	
  longo	
  dos	
  contornos	
  de	
  grão,	
  pode	
  levar	
  à	
  fratura	
  frágil	
  
prematura	
  do	
  material.	
  
97-­‐ Quais	
  as	
  etapas	
  gerais	
  do	
  processamento	
  cerâmico?	
  
Composição	
  da	
  massa	
  (pó	
  +	
  aditivos),	
  etapa	
  de	
  conformação,	
  corpo	
  a	
  verde,	
  etapa	
  de	
  sinterização	
  e	
  
peça	
  sinterizada.	
  
98-­‐ Quais	
  os	
  tipos	
  de	
  cerâmica?	
  
Cerâmicas	
  tradicionais:	
  resultam	
  de	
  processos	
  de	
  transformação	
  que	
  apresentam	
  menor	
  controle	
  de	
  
parâmetros	
  operacionais,	
  utilizando,	
  quase	
  sempre,	
  matérias	
  primas	
  naturais,	
  beneficiadas	
  ou	
  não.	
  
Obtidas	
  a	
  partir	
  de	
  3	
  componentes	
  básicos:	
  argila,	
  sílica	
  e	
  feldspato.	
  Na	
  microscopia,	
  observam-­‐se	
  
partículas	
  de	
  vários	
  tamanhos	
  unidas	
  por	
  uma	
  fase	
  vítrea.	
  Presença	
  de	
  várias	
  fases.	
  
Cerâmicas	
  avançadas:	
  resultam	
  de	
  processos	
  de	
  transformação	
  altamente	
  controlados	
  de	
  matérias	
  
primas	
  sintéticas.	
  A	
  matéria	
  prima	
  provém,	
  assim,	
  das	
  industrias	
  químicas	
  e	
  possuem	
  elevados	
  níveis	
  
de	
  garantia,	
  em	
  termos	
  de	
  qualidade.	
  As	
  matérias	
  primas	
  sintéticas	
  são	
  formadas	
  por	
  compostos	
  duros	
  
ou	
  quase	
  duros.	
  Microscopia	
  bem	
  definida	
  nos	
  contornos	
  de	
  grão.	
  
99-­‐ Onde	
  são	
  usadas	
  as	
  cerâmicas	
  avançadas?	
  
Essas	
  cerâmicas,	
  geralmente,	
  trabalham	
  sob	
  condições	
  de	
  carregamento	
  dinâmico,	
  envolvendo	
  tensões	
  
de	
  tração	
  e	
  de	
  impacto,	
  e	
  frequentemente,	
  devem	
  funcionar	
  em	
  temperaturas	
  elevadas	
  e	
  ambientes	
  
corrosivos.	
  São	
  virtualmente	
  isentas	
  de	
  poros	
  e	
  possuem	
  resistência	
  à	
  fratura	
  muito	
  elevada,	
  alta	
  
tenacidade	
  à	
  fratura	
  e	
  grande	
  dureza.	
  Esses	
  materiais	
  encontram	
  aplicações	
  como	
  componentes	
  em	
  
motores	
  e	
  outras	
  máquinas,	
  anteriormente	
  feitos	
  de	
  ligas	
  metálicas,	
  ferramentas	
  de	
  corte,	
  
biomateriais,	
  cerâmicas	
  isolantes	
  que	
  funcionam	
  como	
  barreiras	
  térmicas	
  aeroespaciais.	
  
100-­‐ Descreva	
  a	
  explique	
  as	
  etapas	
  de	
  beneficiamento	
  das	
  matérias	
  primas.	
  
Beneficiamento	
  das	
  matérias	
  primas	
  (pós	
  e	
  aditivos	
  de	
  conformação),	
  mistura,	
  conformação,	
  
sinterização,	
  produto	
  cerâmico	
  policristalino,	
  acabamento.	
  
Após	
  a	
  mineração,	
  os	
  materiais	
  devem	
  ser	
  beneficiados,	
  isto	
  é,	
  desagregados	
  ou	
  moídos,	
  classificados	
  
de	
  acordo	
  com	
  a	
  granulometria,	
  e	
  muitas	
  vezes,	
  passam	
  por	
  um	
  processo	
  de	
  purificação.	
  O	
  processo	
  de	
  
fabricação	
  propriamente	
  dito	
  tem	
  início	
  após	
  essas	
  operações	
  de	
  beneficiamento.	
  As	
  matérias	
  primas	
  
sintéticas	
  geralmente	
  são	
  fornecidas	
  prontas	
  para	
  o	
  uso,	
  necessitando	
  apenas,	
  em	
  alguns	
  casos,	
  de	
  um	
  
ajuste	
  de	
  granulometria.	
  
Os	
  principais	
  processos	
  de	
  beneficiamento	
  são:	
  
Cominuição:	
  produção	
  de	
  pequenas	
  partículas	
  pela	
  redução	
  detamanho	
  de	
  outras	
  menores.	
  Tem	
  
como	
  objetivo	
  a	
  desaglomeração	
  de	
  clusters,	
  aumento	
  da	
  área	
  específica,	
  homogeneizar	
  a	
  mistura	
  
solvente-­‐pó.	
  Também	
  conhecido	
  como	
  moagem,	
  pode	
  ser	
  realizada	
  a	
  seco	
  ou	
  a	
  úmido.	
  A	
  moagem	
  a	
  
úmido	
  é	
  realizada	
  em	
  presença	
  de	
  solventes	
  e	
  é	
  o	
  método	
  predominante	
  porque	
  o	
  método	
  de	
  magem	
  
a	
  seco	
  tem	
  limitações	
  na	
  produção	
  de	
  partículas	
  que	
  são	
  mais	
  finas	
  do	
  que	
  alguns	
  micrômetros.	
  O	
  
principal	
  equipamento	
  é	
  o	
  Moinho	
  de	
  Bolas.	
  
Separação	
  de	
  Partículas:	
  é	
  uma	
  operação	
  comum	
  em	
  processamento	
  cerâmico.	
  Impurezas	
  das	
  matérias	
  
primas	
  ou	
  aquelas	
  introduzidas	
  durante	
  processamento	
  são	
  algumas	
  vezes	
  removidas	
  por	
  diferenças	
  de	
  
tamanho,	
  densidade,	
  comportamento	
  superficial	
  ou	
  propriedades	
  magnéticas.	
  
Filtração:	
  é	
  muito	
  usada	
  em	
  processamento	
  cerâmico	
  para	
  concentrar	
  partículas	
  de	
  suspensões	
  ou	
  
barbotinas.	
  
Lavagem:	
  tem	
  importância	
  significativa	
  na	
  redução	
  da	
  concentração	
  de	
  impurezas	
  solúveis,	
  como	
  
álcalis	
  (base	
  que	
  se	
  dissolve	
  em	
  água).	
  
Granulação:	
  é	
  uma	
  aglomeração	
  proposital	
  de	
  partículas	
  finas	
  em	
  clusters	
  maiores,	
  realizada	
  para	
  
prover	
  certas	
  propriedades	
  ao	
  pó.	
  É	
  o	
  processo	
  pelo	
  qual	
  partículas	
  de	
  pó	
  muito	
  finas	
  aderem	
  entre	
  si,	
  
para	
  a	
  formação	
  de	
  uma	
  partícula	
  maior,	
  que	
  na	
  realidade	
  são	
  multi-­‐partículas	
  denominadas	
  grânulos.	
  
Normalmente,	
  a	
  granulação	
  começa	
  depois	
  de	
  uma	
  mistura,	
  via	
  seca	
  ou	
  via	
  úmida,	
  dos	
  ingredientes	
  
pulverizados	
  ou	
  não,	
  de	
  tal	
  forma	
  que	
  esses	
  componentes	
  alcancem	
  uma	
  distribuição	
  uniforme	
  dentro	
  
da	
  mistura.	
  Tem	
  como	
  objetivo	
  prevenir	
  segregação	
  dos	
  componentes	
  da	
  mistura	
  ou	
  massa	
  cerâmica.	
  
A	
  segregação	
  de	
  componentes	
  pode	
  ocorrer	
  devido	
  a	
  diferenças	
  nos	
  tamanhos	
  das	
  partículas	
  ou	
  
densidades	
  dos	
  componentes	
  da	
  mistura.	
  Melhorar	
  as	
  propriedades	
  de	
  fluidez	
  da	
  mistura	
  dos	
  pós,	
  pois	
  
muitos	
  pós,	
  devido	
  ao	
  seu	
  tamanho	
  pequeno,	
  forma	
  irregular	
  ou	
  características	
  de	
  superfície,	
  são	
  
muito	
  aderentes	
  e	
  não	
  permitem	
  uma	
  boa	
  fluidez.	
  Baixa	
  fluidez	
  resultará,	
  frequentemente,	
  numa	
  
variação	
  de	
  peso	
  indesejável	
  no	
  produto	
  final,	
  devido	
  ao	
  abastecimento	
  variável	
  dentro	
  dos	
  moldes	
  no	
  
produto	
  cerâmico.	
  Melhorar	
  as	
  características	
  de	
  compactação	
  da	
  mistura	
  dos	
  pós,	
  pois	
  alguns	
  pós,	
  ou	
  
misturas	
  de	
  pós,	
  são	
  difíceis	
  de	
  compactar,	
  mesmo	
  quando	
  um	
  bom	
  aditivo	
  é	
  incluído	
  na	
  mistura.	
  
Porém,	
  grânulos	
  desses	
  pós	
  ou	
  misturas	
  de	
  pós	
  são	
  frequentemente,	
  mais	
  facilmente	
  compactados	
  e	
  
produzem	
  peças	
  mais	
  resistentes.	
  Geralmente,	
  ocorre	
  uma	
  migração	
  de	
  aditivos	
  após	
  a	
  granulação,	
  
durante	
  o	
  processo	
  de	
  “descanso”	
  dos	
  grânulos,	
  resultando	
  numa	
  camada	
  exterior	
  rica	
  em	
  aditivos	
  
ligantes.	
  A	
  partir	
  da	
  granulometria	
  é	
  possível	
  determinar	
  as	
  seguintes	
  características	
  físicas	
  de	
  alto	
  
interesse	
  tecnológico	
  da	
  massa	
  cerâmica:	
  distribuição	
  de	
  tamanho	
  dos	
  grânulos,	
  massa	
  específica	
  
aparente,	
  massa	
  específica	
  vibrada,	
  índice	
  de	
  fluidez	
  e	
  morfologia	
  dos	
  grânulos.	
  
Calcinação:	
  são	
  reações	
  de	
  decomposição	
  endotérmicas	
  (absorve	
  energia	
  em	
  forma	
  de	
  calor)	
  para	
  
produção	
  de	
  óxidos	
  como	
  um	
  produto	
  sólido.	
  Os	
  óxidos	
  obtidos	
  são	
  finamente	
  divididos.	
  
101-­‐ Quais	
  os	
  métodos	
  de	
  granulação?	
  
Via	
  seca:	
  quando	
  não	
  se	
  utiliza	
  nenhum	
  tipo	
  de	
  líquido,	
  os	
  grânulos	
  são	
  obtidos	
  por	
  meio	
  de	
  altas	
  
temperaturas.	
  Geralmente	
  os	
  pós	
  são	
  compactados	
  sob	
  altas	
  pressões	
  e	
  depois	
  são	
  desintegrados	
  
(moagem	
  do	
  compactado).	
  
Via	
  úmida	
  (Spray	
  Dry):	
  quando	
  se	
  utiliza	
  um	
  líquido	
  no	
  processo.	
  Na	
  maioria	
  das	
  formulações	
  de	
  massas	
  
cerâmicas,	
  além	
  das	
  matérias	
  primas	
  tradicionais,	
  diferentes	
  aditivos	
  podem	
  ser	
  utilizados	
  para	
  
proporcionar	
  certas	
  propriedades	
  ou	
  fatores	
  que	
  inibam	
  (ou	
  não)	
  algumas	
  características	
  durante	
  o	
  
processo	
  industrial.	
  Durante	
  a	
  granulação	
  via	
  úmida,	
  o	
  líquido	
  (com	
  ou	
  sem	
  aditivos)	
  é	
  adicionado	
  à	
  
mistura	
  de	
  pós	
  formando	
  uma	
  suspensão	
  de	
  sólidos	
  em	
  líquidos	
  (barbotina).	
  A	
  suspensão	
  é	
  pulverizada	
  
e	
  um	
  fluxo	
  de	
  ar	
  quente	
  evapora	
  o	
  líquido.	
  Os	
  grânulos	
  obtidos	
  são	
  semelhantes	
  a	
  esferas	
  ocas,	
  de	
  fácil	
  
fluidez,	
  e	
  a	
  distribuição	
  de	
  ligantes,	
  em	
  tais	
  grânulos,	
  favorece	
  as	
  propriedades	
  de	
  compactação.	
  
102-­‐ Qual	
  a	
  importância	
  do	
  beneficiamento?	
  
A	
  etapa	
  de	
  beneficiamento	
  das	
  matérias	
  primas	
  é	
  de	
  vital	
  importância	
  para	
  o	
  processo	
  cerâmico.	
  As	
  
propriedades	
  controladas	
  e	
  modificadas	
  durante	
  esta	
  etapa	
  como	
  granulometria,	
  teor	
  de	
  impurezas	
  e	
  
concentração	
  de	
  minerais,	
  influenciarão	
  definitivamente	
  nas	
  propriedades	
  do	
  produto	
  final.	
  A	
  
negligência	
  no	
  controle	
  das	
  propriedades	
  da	
  matéria	
  prima	
  comprometerá	
  permanentemente	
  as	
  
etapas	
  posteriores	
  e	
  assim	
  a	
  qualidade	
  do	
  produto.	
  
103-­‐ Explique	
  o	
  processo	
  de	
  conformação.	
  Quais	
  os	
  tipos	
  de	
  processos?	
  
O	
  objetivo	
  é	
  conseguir	
  o	
  maior	
  grau	
  de	
  empacotamento	
  de	
  partícula	
  e	
  um	
  elevado	
  grau	
  de	
  
homogeneidade.	
  Toda	
  via,	
  muitos	
  processos	
  são	
  destinados	
  à	
  obtenção	
  de	
  peças	
  com	
  porosidade	
  
elevada.	
  O	
  empacotamento	
  denso	
  de	
  partículas	
  reduz	
  a	
  quantidade	
  de	
  porosidade	
  que	
  deve	
  ser	
  
removida	
  durante	
  a	
  densificação,	
  consequentemente,	
  isso	
  reduz	
  a	
  retração	
  de	
  queima.	
  
Empacotamento	
  denso	
  também	
  aumenta	
  a	
  cinética	
  de	
  sinterização.	
  Empacotamento	
  homogêneo	
  de	
  
partículas	
  diminui	
  a	
  não	
  homogeneidade	
  microestrutural	
  durante	
  a	
  sinterização.	
  Uma	
  variedade	
  de	
  
parâmetros	
  devem	
  ser	
  controlados	
  para	
  se	
  adquirir	
  um	
  ótimo	
  empacotamento	
  de	
  partículas.	
  Eles	
  
incluem:	
  o	
  modo	
  do	
  fluxo	
  de	
  partículas	
  dentro	
  do	
  molde,	
  condições	
  do	
  molde,	
  ciclo	
  de	
  queima	
  e	
  a	
  
remoção	
  do	
  compactado	
  de	
  dentro	
  do	
  molde.	
  
A	
  consolidação	
  mecânica	
  é	
  uma	
  operação	
  que	
  consiste	
  em	
  dotar	
  pós	
  cerâmicos	
  de	
  formas,	
  que	
  possam	
  
ser	
  sinterizadas.	
  Os	
  métodos	
  de	
  consolidação	
  podem	
  ser	
  classificados	
  em	
  2	
  grandes	
  categorias:	
  
Via	
  Seca:	
  são	
  aquelas	
  em	
  que	
  a	
  porção	
  do	
  pó	
  inorgânico	
  é	
  predominante.	
  Eles	
  incluem:Prensagem	
  
uniaxial,	
  Prensagem	
  Isostática	
  a	
  quente	
  com	
  molde	
  úmido	
  ou	
  molde	
  seco,	
  Prensagem	
  a	
  quente	
  e	
  
Prensagem	
  Isostática	
  a	
  quente.	
  
Via	
  Úmida:	
  são	
  aquelas	
  em	
  que	
  os	
  pós	
  são	
  conduzidos	
  por	
  solventes	
  aquosos,	
  orgânicos	
  ou	
  
poliméricos.	
  Eles	
  incluem:	
  Colagem	
  de	
  barbotina	
  Slip	
  Casting	
  (pó	
  disperso	
  em	
  um	
  fluido),	
  Colagem	
  de	
  
barbotina	
  Tape	
  Casting	
  (pó	
  disperso	
  em	
  um	
  fluido),	
  Extrusão	
  (mistura)	
  e	
  Injeção	
  (mistura).	
  
104-­‐ Explique	
  os	
  processos	
  de	
  conformação	
  via	
  seca.	
  
Prensagem	
  Uniaxial:	
  os	
  pós	
  são	
  consolidados	
  em	
  um	
  molde	
  através	
  de	
  pressões	
  aplicadas	
  por	
  êmbolos	
  
mecânicos	
  ou	
  hidráulicos	
  em	
  uma	
  direção	
  vertical.	
  Esta	
  pressão	
  pode	
  ser	
  de	
  ação	
  simples	
  ou	
  de	
  dupla	
  
ação,	
  a	
  de	
  dupla	
  ação	
  obtém	
  uma	
  distribuição	
  mais	
  uniforme	
  da	
  pressão.	
  Devido	
  ao	
  atrito	
  entre	
  o	
  
molde	
  e	
  as	
  partículas,	
  parte	
  da	
  pressão	
  aplicada	
  é	
  absorvida	
  pelo	
  molde,	
  causando	
  gradiente	
  de	
  
pressão	
  na	
  peça	
  moldada,	
  com	
  isso,	
  o	
  início	
  de	
  trincas	
  no	
  processo	
  de	
  sinterização.	
  Para	
  reduzir	
  o	
  
atrito,	
  utiliza-­‐se	
  lubrificação	
  no	
  pó	
  ou	
  nas	
  paredes	
  do	
  molde.	
  O	
  preenchimento	
  uniforme	
  do	
  molde,	
  a	
  
pré-­‐compactação	
  e	
  o	
  uso	
  de	
  pós	
  produzidos	
  por	
  spray	
  dry	
  reduzem	
  a	
  variação	
  na	
  distribuição	
  de	
  
densidade.	
  A	
  formação	
  de	
  trincas	
  ocorre	
  no	
  alívio	
  de	
  tensões,	
  na	
  eliminação	
  da	
  carga	
  ou	
  na	
  extração	
  da	
  
peça.	
  Processo	
  utilizado	
  na	
  fabricação	
  de	
  peças	
  eletrônicas	
  e	
  relativamente	
  limitado	
  a	
  formas	
  simples.	
  
Prensagem	
  Isostática	
  a	
  Frio:	
  promove	
  uma	
  prensagem	
  uniforme	
  em	
  toda	
  a	
  superfície.	
  Moldes	
  de	
  
borracha	
  são	
  preenchidos	
  com	
  a	
  massa	
  cerâmica,	
  em	
  seguida,	
  é	
  submetida	
  uma	
  pressão	
  isostática	
  
elevada,	
  moldando	
  o	
  objeto.	
  Pode	
  ser	
  em	
  meio	
  úmido	
  (wet	
  bag)	
  ou	
  em	
  meio	
  seco	
  (dry	
  bag).	
  
Wet	
  Bag:	
  o	
  pó	
  cerâmico	
  é	
  introduzido	
  no	
  interior	
  de	
  um	
  molde	
  flexível	
  (elastômero,	
  como	
  o	
  
poliuretano)	
  e	
  impermeável	
  ao	
  fluido	
  pressurizado.	
  Uma	
  vez	
  fechado,	
  o	
  molde	
  é	
  submerso	
  no	
  líquido	
  
(geralmente	
  água)	
  contido	
  na	
  câmara	
  de	
  pressão.	
  Na	
  fase	
  de	
  compactação,	
  o	
  líquido	
  é	
  pressurizado	
  por	
  
uma	
  bomba	
  hidráulica	
  e	
  deforma	
  o	
  molde	
  flexível	
  que	
  transmite	
  uniformemente	
  a	
  pressão	
  à	
  massa.	
  
Uma	
  vez	
  completo	
  o	
  ciclo	
  de	
  compactação,	
  a	
  medida	
  em	
  que	
  é	
  reduzida	
  a	
  pressão	
  do	
  líquido,	
  ocorre	
  
uma	
  expansão	
  tanto	
  do	
  molde	
  como	
  da	
  peça,	
  o	
  que	
  facilita	
  sua	
  extração.	
  As	
  principais	
  desvantagens	
  
são:	
  excessiva	
  duração	
  do	
  ciclo	
  de	
  prensagem,	
  dificuldade	
  de	
  se	
  automatizar	
  a	
  operação,	
  elevado	
  custo	
  
da	
  mão-­‐de-­‐obra,	
  limitado	
  a	
  formas	
  simples.	
  A	
  etapa	
  mais	
  demorada	
  é	
  o	
  preenchimento	
  do	
  molde.	
  
Dry	
  Bag:	
  foi	
  desenvolvida	
  para	
  aumentar	
  a	
  velocidade	
  de	
  produção	
  da	
  técnica	
  via	
  úmido.	
  Basicamente,	
  
nesta	
  técnica,	
  em	
  vez	
  de	
  submergir	
  o	
  molde	
  em	
  um	
  fluido,	
  ele	
  é	
  feito	
  por	
  canais	
  internos	
  por	
  onde	
  se	
  
faz	
  circular	
  o	
  fluido	
  pressurizado.	
  Isto	
  minimiza	
  a	
  quantidade	
  de	
  fluido	
  a	
  ser	
  pressurizado	
  e	
  permite	
  o	
  
uso	
  de	
  uma	
  ferramenta	
  estacionária.	
  A	
  pressão	
  vertical	
  é	
  aplicada	
  por	
  pistões	
  ou	
  êmbolos	
  nas	
  
extremidades	
  do	
  molde,	
  este	
  é	
  fixo,	
  faz	
  parte	
  do	
  equipamento.	
  A	
  pressão	
  fornecida	
  não	
  é	
  totalmente	
  
isostática.	
  A	
  maior	
  dificuldade	
  esta	
  na	
  construção	
  do	
  molde,	
  uma	
  vez	
  obtido	
  um	
  desenho	
  e	
  contrução	
  
de	
  moldes	
  adequados,	
  a	
  operação	
  pode	
  ser	
  automatizada.	
  
Prensagem	
  a	
  Quente:	
  a	
  prensagem	
  e	
  a	
  queima	
  ocorrem	
  simultaneamente,	
  o	
  agregado	
  é	
  compactado	
  a	
  
uma	
  temperatura	
  elevada.	
  Processo	
  mecanicamente	
  idêntico	
  à	
  prensagem	
  uniaxial,	
  diferenciando	
  
apenas	
  no	
  aquecimento	
  do	
  molde,	
  que	
  sinteriza	
  o	
  pó	
  durante	
  a	
  operação	
  de	
  prensagem.	
  O	
  
aquecimento	
  é	
  feito	
  por	
  resistência	
  elétrica	
  e	
  a	
  pressão	
  é	
  aplicada	
  por	
  êmbolos.	
  A	
  densificação	
  ocorre	
  a	
  
uma	
  temperatura	
  mais	
  baixa,	
  comparada	
  a	
  sinterização	
  sem	
  prensagem.	
  Ocorre	
  normalmente	
  sem	
  
aditivos	
  (qualquer	
  aditivo	
  orgânico	
  seria	
  transformado,	
  pela	
  temperatura,	
  em	
  um	
  resíduo	
  carbonizado).	
  
O	
  grafite	
  é	
  o	
  material	
  mais	
  utilizado	
  para	
  fabricação	
  dos	
  moldes.	
  Único	
  processo	
  para	
  obtenção	
  de	
  
cerâmicas	
  transparentes,	
  também	
  chamadas	
  de	
  cerâmicas	
  óticas.	
  Desvantagens:	
  o	
  molde	
  é	
  de	
  
fabricação	
  cara	
  e	
  exige	
  muito	
  tempo,	
  é	
  necessário	
  resfriar	
  a	
  matriz	
  antes	
  de	
  uma	
  nova	
  compactação,	
  
limitado	
  a	
  formas	
  simples,	
  blocos	
  ou	
  cilindros	
  curtos.	
  
Prensagem	
  Isostática	
  a	
  Quente:	
  consiste	
  na	
  aplicação	
  simultânea	
  da	
  temperatura	
  e	
  pressão	
  uniforme.	
  
Pressões	
  elevadas	
  de	
  gás	
  (nitrogênio	
  ou	
  argônio)	
  são	
  usadas	
  para	
  consolidar	
  a	
  peça.	
  Foi	
  desenvolvida	
  
para	
  estender	
  a	
  capacidade	
  da	
  prensagem	
  a	
  quente,	
  permite	
  consolidar	
  formas	
  complexa	
  de	
  alta	
  
densidade.	
  Pode	
  ser	
  utilizada	
  para	
  eliminar	
  porosidade	
  em	
  peças	
  que	
  já	
  foram	
  conformadas	
  e	
  também	
  
para	
  consolidar	
  pó	
  cerâmico	
  no	
  método	
  encapsulado.	
  
Método	
  Encapsulado:	
  O	
  pó	
  cerâmico	
  é	
  colocado	
  em	
  uma	
  capsula	
  de	
  vidro	
  de	
  borosilicatos	
  quem	
  
contém	
  o	
  molde	
  desejado,	
  a	
  capsula	
  é	
  selada	
  e	
  então	
  é	
  submetida	
  a	
  prensagem.	
  Após	
  a	
  prensagem,	
  é	
  
feita	
  a	
  limpeza	
  da	
  peça,	
  retirando	
  o	
  vidro	
  corrugado.	
  A	
  remoção	
  de	
  produtos	
  de	
  reação	
  gasosa	
  deve	
  ser	
  
realizada	
  antes	
  do	
  encapsulamento.	
  É	
  utilizado	
  para	
  consolidar	
  peças	
  com	
  formas	
  complexas.	
  
Sinter/HIP:	
  para	
  as	
  peças	
  que	
  já	
  foram	
  conformadas,	
  é	
  necessária	
  uma	
  pré-­‐sinterização.	
  A	
  peça	
  é	
  
aquecida	
  para	
  fechar	
  a	
  porosidade	
  superficial	
  e	
  depois	
  é	
  submetida	
  a	
  prensagem	
  eliminando	
  a	
  
porosidade	
  residual,	
  processo	
  realizado	
  em	
  altas	
  temperaturas.	
  Peças	
  compactadas	
  com	
  porosidade	
  
aberta,	
  não	
  podem	
  ser	
  densificadas	
  por	
  este	
  método.	
  O	
  método	
  Sinter/HIP	
  não	
  densifica.	
  Do	
  ponto	
  de	
  
vista	
  comercial,	
  essa	
  técnica	
  é	
  importante	
  para	
  produzir	
  componentes	
  com	
  formas	
  bem	
  definidas	
  e	
  
complexas.	
  
105-­‐ Explique	
  os	
  processos	
  de	
  conformação	
  via	
  úmida.	
  
Colagem	
  de	
  Barbotina	
  Slip	
  Casting:	
  é	
  basicamente	
  desenvolvida	
  a	
  partir	
  de	
  um	
  pó	
  cerâmico,	
  aditivose	
  
moldagem.	
  O	
  pó	
  cerâmico	
  mais	
  utilizado	
  é	
  a	
  Alumina.	
  Os	
  aditivos	
  são	
  compostos	
  adicionados	
  na	
  
suspensão	
  coloidal	
  (pó	
  cerâmico	
  adicionado	
  em	
  meio	
  aquoso)	
  com	
  o	
  objetivo	
  de	
  estabiliza-­‐la,	
  evitando	
  
floculações.	
  Na	
  moldagem,	
  a	
  suspensão	
  coloidal	
  é	
  vertida	
  em	
  um	
  molde	
  poroso,	
  o	
  líquido	
  é	
  filtrado	
  
pelas	
  paredes	
  porosas	
  do	
  molde	
  e	
  uma	
  camada	
  consolidada	
  é	
  formada	
  na	
  superfície	
  adjacente	
  do	
  
molde.	
  A	
  variável	
  tempo	
  é	
  muito	
  importante,	
  uma	
  vez	
  que	
  determina	
  a	
  espessura	
  da	
  peça.	
  É	
  necessário	
  
uma	
  barbotina	
  de	
  baixa	
  viscosidade	
  com	
  elevada	
  cobertura	
  de	
  sólidos.	
  Os	
  aditivos	
  são	
  usados	
  para	
  se	
  
obter	
  uma	
  máxima	
  dispersão	
  das	
  partículas	
  e	
  promover	
  resistência	
  a	
  verde.	
  Os	
  pós	
  utilizados	
  deve	
  ter	
  
uma	
  larga	
  distribuição	
  de	
  tamanhos	
  das	
  partículas.	
  
Colagem	
  de	
  Barbotina	
  Tape	
  Casting:	
  a	
  formação	
  da	
  fita	
  cerâmica	
  tem	
  início	
  com	
  o	
  preenchimento	
  do	
  
reservatório	
  por	
  uma	
  suspensão	
  de	
  viscosidade	
  moderada.	
  As	
  suspensões	
  para	
  colagem	
  de	
  fita	
  são	
  
basicamente	
  constituídas	
  de	
  pó	
  cerâmico,	
  solvente	
  (não	
  aquoso),	
  dispersante,	
  ligante	
  e	
  plastificante.	
  
Em	
  geral,	
  são	
  utilizadas	
  suspensões	
  com	
  elevado	
  teor	
  de	
  sólido	
  (pó	
  cerâmico)	
  ,	
  acima	
  de	
  30%,	
  para	
  
diminuir	
  o	
  tempo	
  de	
  secagem.	
  No	
  fundo	
  do	
  reservatório,	
  existe	
  uma	
  abertura	
  limitada	
  pela	
  altura	
  da	
  
lâmina	
  niveladora	
  (doctor	
  blade).	
  Sob	
  o	
  reservatório,	
  uma	
  superfície	
  lisa	
  e	
  plana	
  move-­‐se	
  com	
  
velocidade	
  constante.	
  São	
  utilizados	
  como	
  bloco	
  de	
  construção	
  para	
  substratos	
  eletrônicos.	
  
Extrusão:	
  conformação	
  realizada	
  em	
  temperatura	
  ambiente.	
  A	
  conformação	
  é	
  obtida	
  pela	
  pressão	
  que	
  
força	
  a	
  passagem	
  de	
  uma	
  mistura	
  plástica	
  através	
  de	
  orifícios	
  em	
  um	
  molde	
  rígido,	
  conformando	
  na	
  
forma	
  desejada.	
  Esta	
  pressão	
  pode	
  ser	
  obtida	
  por	
  pistão	
  ou	
  rosca-­‐sem-­‐fim.	
  A	
  consistência	
  da	
  mistura	
  é	
  
obtida	
  por	
  meio	
  de	
  solvente	
  (água),	
  ligante	
  e	
  lubrificante.	
  
Injeção:	
  conformação	
  em	
  temperatura	
  elevada.	
  A	
  mistura	
  de	
  pó	
  cerâmico	
  com	
  polímeros	
  
termoplásticos	
  é	
  aquecida,	
  depois	
  passa	
  por	
  uma	
  pré-­‐compactação	
  para	
  reduzir	
  a	
  porosidade	
  e	
  então	
  é	
  
injetada	
  em	
  um	
  molde.	
  Este	
  molde	
  é	
  constantemente	
  resfriado.	
  Causando	
  um	
  endurecimento	
  da	
  peça.	
  
A	
  mistura	
  é	
  carreada	
  até	
  o	
  molde	
  por	
  uma	
  rosca-­‐sem-­‐fim.	
  Esse	
  processo	
  é	
  utilizado	
  para	
  produzir	
  
pequenas	
  peças	
  cerâmicas,	
  de	
  formas	
  complexas	
  e	
  elevada	
  precisão	
  dimensional.	
  
106-­‐ Descreva	
  e	
  comente	
  as	
  etapas	
  após	
  a	
  conformação.	
  
Para	
  as	
  peças	
  que	
  foram	
  conformadas	
  nos	
  métodos	
  sem	
  sinterização,	
  existem	
  mais	
  3	
  etapas:	
  secagem,	
  
remoção	
  de	
  aditivos	
  e	
  sinterização.	
  
Secagem:	
  a	
  secagem	
  das	
  peças	
  cerâmicas	
  nada	
  mais	
  é	
  do	
  que	
  a	
  retirada	
  da	
  água	
  que	
  permanece	
  na	
  
massa.	
  A	
  secagem	
  é	
  importante	
  porque,	
  se	
  a	
  peça	
  for	
  colocada	
  no	
  forno	
  ainda	
  úmida,	
  a	
  água	
  vai	
  ser	
  
eliminada	
  rapidamente,	
  provocando	
  assim	
  rachaduras	
  e	
  deformações.	
  Por	
  isso	
  deve	
  ser	
  feita	
  
lentamente,	
  representando	
  um	
  custo	
  considerável	
  na	
  peça	
  final.	
  
Remoção	
  de	
  Aditivos:	
  os	
  aditivos	
  de	
  conformação	
  devem	
  ser	
  removidos	
  completamente	
  antes	
  da	
  
sinterização.	
  Problemas	
  relacionados	
  à	
  eliminação	
  de	
  ligantes	
  são:	
  trincas,	
  empenamentos,	
  
delaminações.	
  Estes	
  defeitos	
  são	
  difíceis	
  de	
  serem	
  removidos	
  na	
  sinterização,	
  por	
  isso,	
  a	
  remoção	
  de	
  
aditivos	
  deve	
  ser	
  extremamente	
  lenta.	
  
Sinterização:	
  consiste	
  em	
  aquecer	
  partículas	
  de	
  baixa	
  granulometria	
  que	
  se	
  mantém	
  em	
  estreito	
  
contato	
  até	
  ocorrer	
  à	
  fundição	
  das	
  partículas	
  por	
  coalescência,	
  isto	
  é,	
  pela	
  fusão	
  de	
  superfícies	
  
adjacentes,	
  formando	
  pescoços.	
  Contanto,	
  as	
  propriedades	
  e	
  a	
  qualidade	
  de	
  um	
  material	
  obtido	
  por	
  
sinterização	
  dependem	
  de	
  diversas	
  variáveis,	
  como:	
  temperatura,	
  energia	
  interna,	
  vazios	
  
intergranulares,	
  impurezas	
  fator	
  de	
  empacotamento	
  e	
  outros.	
  A	
  força	
  motriz	
  para	
  que	
  ocorra	
  a	
  
sinterização,	
  é	
  o	
  decréscimo	
  da	
  energia	
  superficial	
  livre,	
  obtido	
  pela	
  diminuição	
  da	
  área	
  da	
  superfície	
  
total	
  da	
  peça.	
  A	
  sinterização	
  traz	
  como	
  consequência	
  a	
  eliminação	
  de	
  espaços	
  vazios	
  existentes	
  entre	
  
as	
  partículas.	
  A	
  sinterização	
  ocorre	
  em	
  fornos,	
  podendo	
  ser	
  contínuos	
  ou	
  intermitentes.	
  	
  
Contínuo:	
  as	
  peças	
  passam	
  por	
  varias	
  etapas	
  dentro	
  do	
  forno,	
  passando	
  por	
  diferentes	
  temperaturas	
  e	
  
saem	
  prontas	
  em	
  temperatura	
  ambiente.	
  
Intermitente:	
  as	
  peças	
  são	
  colocadas	
  cuidadosamente	
  no	
  forno,	
  que	
  é	
  fechado	
  e	
  somente	
  aberto	
  
quando	
  as	
  peças	
  estiverem	
  prontas,	
  sendo	
  necessário	
  esperar	
  esfriar	
  para	
  retirar	
  as	
  peças.	
  
107-­‐ Quais	
  os	
  tipos	
  de	
  aditivos	
  utilizados	
  na	
  mistura	
  do	
  pós	
  cerâmicos?	
  
Existem	
  2	
  tipos:	
  aditivos	
  de	
  conformação	
  e	
  aditivos	
  de	
  sinterização.	
  
Aditivos	
  de	
  Conformação:	
  são	
  compostos	
  orgânicos	
  adicionados	
  aos	
  pós	
  cerâmicos,	
  os	
  principais	
  são:	
  
ligantes,	
  plastificantes	
  e	
  lubrificantes.	
  
Ligantes:	
  conferem	
  plastificação	
  e	
  resistência	
  a	
  verde	
  após	
  a	
  conformação.	
  
Plastificantes:	
  modificam	
  os	
  ligantes,	
  conferindo	
  maior	
  fluidez	
  (capacidade	
  de	
  preencher	
  o	
  molde).	
  
Lubrificante:	
  reduzem	
  o	
  atrito	
  entre	
  as	
  partículas	
  e	
  o	
  atrito	
  entre	
  as	
  partículas	
  e	
  as	
  paredes	
  do	
  molde.	
  
Aditivos	
  de	
  Sinterização:	
  são	
  compostos	
  inorgânicos,	
  que	
  usualmente	
  permanecem	
  nos	
  corpos	
  
sinterizados.	
  Eles	
  são	
  utilizados	
  para	
  o	
  controle	
  da	
  evolução	
  microestrutural	
  durante	
  a	
  sinterização,	
  por	
  
exemplo,	
  para	
  aumentar	
  a	
  velocidade	
  de	
  transporte	
  de	
  matéria	
  e	
  inibir	
  ou	
  restringir	
  o	
  crescimento	
  do	
  
grão.	
  
108-­‐ Para	
  que	
  serve	
  o	
  revestimento	
  superficial?	
  
O	
  revestimento	
  superficial	
  é	
  um	
  revestimento	
  de	
  cerâmica	
  nos	
  materiais	
  metálicos.	
  Proporcionando	
  
assim,	
  redução	
  do	
  atrito,	
  aumento	
  da	
  vida	
  útil	
  e	
  a	
  redução	
  do	
  uso	
  de	
  lubrificantes.	
  O	
  revestimento	
  
superficial	
  alia	
  a	
  dureza	
  da	
  cerâmica	
  com	
  a	
  tenacidade	
  do	
  metal.	
  A	
  superfície	
  recoberta	
  apresenta	
  4	
  
zonas	
  distintas:	
  superfície	
  do	
  recobrimento,	
  recobrimento,	
  interface	
  substrato/revestimento	
  e	
  
substrato.	
  Essas	
  4	
  zonas	
  apresentam	
  diferentes	
  propriedades: