materiais ceramicos

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As Cerâmicas compreendem todos os materiais inorgânicos, não-metálicos, obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. 
Cerâmica vem da palavra grega keramikos que significa material queimada;
Numa definição simplificada, materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos, com exceção do carbono. Podem ser simples ou complexos.
Exemplos: SiO2( sílica), Al2O3 (alumina), Mg3Si4O10(OH)2 (talco)
Os cerâmicos são constituídos de metais e não-metais
CLASSIFICAÇÃO 
VIDRO-CERÂMICOS
CRISTALINOS
AMORFOS (VIDROS)
Incluem os cerâmicos à base de Silicatos, Óxidos, Carbonetos e Nitretos
Em geral com a mesma composição dos cristalinos, diferindo no processamento
Formados inicialmente como amorfos e tratados termicamente
O Silício e o Oxigênio formam cerca de 75% da crosta terrestre, sendo materiais de ocorrência comum na natureza e de baixo custo !
Os cerâmicos avançados são baseados em óxidos, carbonetos e nitretos com elevados graus de pureza
CARACTERÍSTICAS GERAIS
 Maior dureza e rigidez quando comparadas aos aços;
 Maior resistência ao calor e à corrosão que metais e polímeros;
 São menos densas que a maioria dos metais e suas ligas;
 Os materiais usados na produção das cerâmicas são abundantes e mais baratos;
 A ligação atômica em cerâmicas é do tipo mista: covalente + iônica.
Comparação entre cerâmica tradicional e cerâmica avançada
PROPRIEDADES TÉRMICAS 
 capacidade calorífica (  )
 coeficiente de expansão térmica (  )
 condutividade térmica
Material
Capacidade calorífica (J/Kg.K)
Coeficiente linear de expansão térmica ((°C)-1x10-6)
Condutividade térmica (W/m.K)
Alumínio
900
23,6
247
Cobre
386
16,5
398
Alumina (Al2O3)
775
8,8
30,1
Sílica fundida (SiO2)
740
0,5
2,0
Vidro de cal de soda
840
9,0
1,7
Polietileno
2100
60-220
0,38
Poliestireno
1360
50-85
0,13
PROPRIEDADES ELÉTRICAS
As propriedades elétricas dos materiais cerâmicos são muito variadas. Podendo ser:
 isolantes: Alumina, vidro de sílica (SiO2)
 semicondutores: SiC, B4C
 supercondutores: (La, Sr)2CuO4, TiBa2Ca3Cu4O11
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Descreve a maneira como um material responde a aplicação de força, carga e impacto.
Os materiais cerâmicos são:
 Duros em relação à tração (~17 kgf/mm2);
 Apresentam baixa resistência ao choque;
 São resistentes em relação à compressão;
 Resistentes ao desgaste;
 Resistentes à corrosão;
 Frágeis (não sofrem deformação plástica);
 O módulo de elasticidade é alto: ~45.500kgf/mm2 (aço: 20.000 kgf/mm2).
COMPORTAMENTO FRÁGIL
Característica típica dos cerâmicos: melhor resistência em compressão que em tracção.
Comportamento partilhado por ferros fundidos
Ensaio de tracção é difícil de fazer e dá dispersão de resultados muito grande
Fazem-se ensaios de flexão!
COMPORTAMENTO MECÂNICO
Estáveis
Estrutura Cristalina
 Pode ser definida pela:
 magnitude da carga elétrica de cada íon;
 os tamanhos relativos dos cátions e ânions;
 Cerâmicas estáveis : todos os ânions estão em contato com os cátions.
Instável
Como conseqüência da ligação ser predominantemente iônica a estrutura cristalina das cerâmicas são compostas por íons carregados eletricamente (CÁTIONS E ÂNIONS)
A extrema fragilidade e dureza dos cerâmicos vem da natureza das suas ligações atómicas iônicas ou covalentes
As estruturas cristalinas, quando presentes,são extremamente complexas
Exemplo: O óxido de Silício (SiO2) pode ter três formas cristalinas distintas: quartzo, cristobalite e tridimite
2
64
9
25
Cimento Portland
1
30
5
64
Porcelana steatite
1
6
32
61
Porcelana eléctrica
----
72
28
Mulita refractária
5
45-25
50-70
Tijolo refractário
4
96
Sílica refractária
Outros
CaO
MgO
K2O
Al2O3
SiO2
Composição (% em peso)
Revestimento p/ metais
Fibras p/ compósitos
Vidro p/ química
Vidro alta pureza(*)
Utilização
6
11
7
16
60
Verniz
Na2O
14
14
5
4
15
2
1
4
Al2O3
3
8
13
B2O3
34
54
73
72
76
100
SiO2
42
17
Enamel
22
Fibra vidro E
10
Vidro (conten.)
4
8
Vidro (janelas)
1
Borosilicato
Sílica vítrea
PbO
ZnO
K2O
MgO
CaO
NiFe2O4
BaTiO3
ZrO2 
UO2
Cr2O3
MgO.Al2O3
MgO
Al2O3
Comp.
Componentes “magnéticos”
Componentes electrónicos
Isolamento térmico (estab. com 10%CaO)
Combustível em reactores nucleares
Revestimentos para resist. ao desgaste
Idem
Resistência ao desgaste
Isolamento térmico e eléctrico
Utilização
Dióxido de urânio
Zircónia (parcial.) estabilizada
Titanato de Bário
Ferrite de Níquel
Óxido de Crómio
Spinel
Magnésia, magnésia refractária
Alumina, alumina refractária
Nome comum
BN
B4C
WC
TaC
TiC
Si3N4
SiC
Comp
Abrasivos
Carboneto de Boro
Isolamento
Nitreto de Boro
Ferramentas de corte
Carboneto de Tungsténio
Resistência ao desgaste
Carboneto de Tântalo
Resistência ao desgaste
Carboneto de Titânio
Resistência ao desgaste
Nitreto de Silício
Abrasivos
Carboneto de Silício
Utilização
Nome comum
18
ALUMINA
CARACTERÍSTICAS:
Baixo custo
Boas propriedades mecânicas
Excelente resitividade elétrica e dielétrica
Resistente à ação química 
Aplicações: isoladores elétricos, aplicações aeroespaciais, componentes resistentes à abrasão,….
BERÍLIA
CARACTERÍSTICAS:
Apresenta boa condutividade térmica
Alta resistência Mecânica
Boas propriedades dielétricas
É cara e difícil de trabalhar
A poeira é tóxica
Aplicações: giroscópios, transistores, resistores, …
MAGNÉSIA
CARACTERÍSTICAS:
Têm aplicações limitadas porque não é suficientemente resistente e é susceptível ao choque térmico, devido sua elevada dilatação térmica.
ZIRCÔNIA
CARACTERÍSTICAS:
Apresenta-se em várias formas (monoclínica, cúbica estabilizada,..)
A zircônica estabilizada apresenta:
Alta tempratura de fusão (2760°C)
Baixa condutividade térmica
Alta resistência à ação química
TÓRIA
CARACTERÍSTICAS:
É o material cerâmico mais estável e o de mais alto ponto de fusão (3315°C)
- Aplicado em reatores nucleares
VIDROS AO SILICATO DE BORO
CARACTERÍSTICAS:
- Têm excelente durabilidade química
- Excelente resitência ao calor e ao choque térmico
- O tipo mais + comum é o pyrex e o kovar
Aplicações:
- Vedações, visores, medidores, tubulações, espelhos de telescópios, vidros de laboratórios, vidros de fornos,…
VIDROS AO SILICATO ALUMINOSO
CARACTERÍSTICAS:
- São de custo elevado
- Apresentam boa resistência a temperaturas relativamente elevadas e boa resistência ao choque térmico
- Boa resistência à produtos químicos
Aplicações:
- Termômetros para altas temperaturas, tubos de combustão, utensílios para empregos em fornos de cozinhar,…
VIDROS DE SÍLICA FUNDIDA
CARACTERÍSTICAS:
- São constituídos 100% de sílica 
- São muito puros e um dos mais transparentes
- São os mais resistentes à temperatura (resistem até 1260°)
- Possuem excelente resistência ao choque térmico e à ação de agentes químicos
- São de custo elevado e de conformação difícil
Aplicações:
- Especiais como sistemas ópticos de laboratório, instrumentos para laboratório de pesquisa
Empresa nacional de cerâmicas avançadas: Barueri SP
Produtos oferecidos pela empresa CERTEC
Noções de preços dos materiais cerâmicos avançados
Avançadas
 Eletrônicos
 Ópticos
 Biomateriais
APLICAÇÃO
Convencionais
Estruturais
Vidros
Louças
Cimentos 
Interessante aplicação que leva em conta as propriedades térmicas das cerâmicas.
Temperatura °C
* Temperaturas de subida
Revestimento exterior com fibra amorfas de sílica de alta pureza.
Espessura: 1,27-8,89cm
Indústria Aeroespacial
Odontologia
Artística
Utilizada na criação de objetos decorativos e utilitários, incluindo bijuterias e acessórios para adornos.
Para o filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.), a mão era a "ferramenta das ferramentas". Segundo psiquiatras, terapeutas, neurologistas e artesãos, o poder de criação e realização das mãos tem papel fundamental na recuperação da auto-estima e do bem-estar e traz resultados positivos para o aumento da capacidade de concentração e de planejamento de quem as usa, além disso é um excelenteexercício de paciência, o barro tem um tempo próprio, é preciso esperar para secar, queimar e às vezes acontecem problemas durante o processo que levam o artesão a recomeçar seu trabalho.
Terapia