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Definição Os materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos.

Características das cerâmicas São frágeis em relação à tração (~166 N/mm2) Apresentam baixa resistência ao impacto Maior resistência à compressão do que à tração.

Características das cerâmicas Alta dureza e alta resistência ao desgaste Elevado ponto de fusão Bom isolante térmico e elétrico A dilatação térmica é baixa comparada com metais e polímeros Menor densidade que os metais, em geral São bioativos, ou seja, embora sintéticos, são tratados pelo corpo humano como se fossem naturais.

óxido de Silício (SiO2) na forma de cristobalite Características das cerâmicas Estrutura cristalina complexa Resistência à corrosão (estabilidade química) Matéria prima de custo relativamente baixo óxido de Silício (SiO2) na forma de cristobalite Estrutura cristalina perovskita

Qual é o maior limitante para o crescimentos do uso das cerâmicas?

O material é resfriado lentamente O material é resfriado rapidamente Cristalinos Amorfos Vidro-Cerâmicos O material é resfriado lentamente O material é resfriado rapidamente Material formado inicialmente como amorfo e depois tratado termicamente

Vidro, fibra de vidro, pirex, frita cerâmica, cristal Cristalinos Amorfos Vidro-Cerâmicos Tijolo, telha, alumina, Carboneto de Si (abrasivo), Carboneto de W (widea), pisos, porcelanato Vidro, fibra de vidro, pirex, frita cerâmica, cristal Placas para fogões elétricos, panelas “Vision” espelhos de telescópios

O vidro é um líquido, ou não? Estudos1 mostraram que o tempo necessário para esse fenômeno ocorrer seria maior que a idade do universo. Vídeo: Como se fabrica o vidro (Portugues) 1Zanotto, E. D. Do cathedral glasses flow? Am. J. Physics, v.66, n.5, p. 392-395, 1988.

Classificação dos materiais cerâmicos Em geral os materiais cerâmicos usados industrialmente se dividem em dois grupos: Cerâmicas tradicionais (baixa tecnologia) Cerâmicas avançadas (alta tecnologia) Resiste melhor a temperaturas mais elevadas e à maioria dos corrosivos químicos Matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e processos rigorosamente controlados.

Cerâmicas tradicionais Cerâmica Vermelha Materiais de Revestimento (Azulejo, pastilha, porcelanato, lajota, piso) Cerâmica Branca (Louça sanitária, de mesa, isoladores elétricos para alta e baixa tensão) Materiais Refratários Isolantes Térmicos (Lã de vidro e lã de rocha) Fritas e Corantes Abrasivos Vidro, Cimento e Cal

Cerâmicas Avançadas Sensores (umidade, gases e outros) Semicondutores Circuito integrados Suporte de catalisadores para automóveis Fibra óptica

Exemplos - Material cerâmico na usinagem O material cerâmico possui algumas propriedades que são muito interessantes para uma ferramenta de usinagem, tais como: Resistência ao desgaste Alta dureza à quente (1600oC) e a frio

Exemplos - Material cerâmico na usinagem Usado com alta velocidade de corte; Não forma gume postiço Não reage quimicamente com o aço (o que evita a difusão, o que é muito importante quando se usina em altas velocidades e temperaturas) Longa vida da ferramenta

Exemplos - Material cerâmico na usinagem Característica da cerâmica não metálica em relação ao aço 1/3 da densidade do aço; Alta resistência a compressão; Muito quebradiço; Módulo de elasticidade (E) em torno de 2 vezes ao do aço; Baixa condutividade térmica; Velocidade de 4 à 5 vezes a do metal duro; Baixa deformação plástica;

Exemplos - Material cerâmico na usinagem Aplicado na usinagem de: Aço endurecido (hard steels) Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

Exemplos – Fabricação Material cerâmico na usinagem Produção dos pós (Al2O3 e ZrO2 ) Mistura Compactação Sinterização (1700o C ou mais)

Exemplos – Fabricação de tijolos Extração da matéria-prima Estocagem Desagregação Mistura de no máximo dois tipos de argilas Ajuste do teor de água se necessário Conformação por extrusão Secagem natural Queima em fornos intermitentes, em temperatura inferior à 1000 º C

Qual a principal diferença entre um copo de vidro e um de cristal? Copo de vidro brilha menos que o de cristal, e o copo de cristal brilha mais porque tem chumbo.