Para ter acesso a esse material acesse: http://professores.chapeco.ifsc.edu.br/keli Aula 15 – Cerâmicas 1

Elementos não metálicos Cerâmicas + Elementos não metálicos Ligações iônicas ou predominantemente iônicas. 2

São normalmente óxidos, nitretos e carbetos. Cerâmicas Com relação ao comportamento mecânico, cerâmicas são duras mas muito frágeis. São normalmente óxidos, nitretos e carbetos. O N C SiO2 H2O, Al2O3 Fe4N, Fe2N WC, SiC 3

Quais são as características gerais dos Cerâmicos? 4

Características Gerais dos Cerâmicos Ponto de fusão elevado (Al2O3 2072°C) C 3527oC SiO2 1600oC 5

Características Gerais dos Cerâmicos Em geral são opacos mas podem ser transparentes Dureza elevada Boa resistência à corrosão Densidade média Em geral são isolantes elétricos Isolantes térmicos 6

Características Gerais dos Cerâmicos Boa resistência ao desgaste Biocompatibilidade Frágeis (baixa resistência ao impacto) Maleabilidade ruim São bioativos, ou seja, embora sintéticos, são tratados pelo corpo humano como se fossem naturais. A dilatação térmica é baixa comparada com metais e polímeros 7

Estrutura cristalina complexa Características Gerais dos Cerâmicos 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 8

Qual é o maior limitante para o crescimentos do uso das cerâmicas? 9

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 10

Vidro, fibra de vidro, pirex, frita cerâmica, cristal Cristalinos Amorfos Vidro-Cerâmicos Tijolo, telha, alumina, Carboneto de Si (abrasivo), WC (widea), pisos, porcelanato Vidro, fibra de vidro, pirex, frita cerâmica, cristal Placas para fogões elétricos, panelas “Vision” espelhos de telescópios 11

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. 13

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

Cerâmicas tradicionais 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 Suporte de catalisadores para automóveis Fibra óptica

17

18

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 19

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 20

Exemplos – Fabricação Material cerâmico na usinagem Produção dos pós (Al2O3 e ZrO2 ) Mistura Compactação Sinterização (1700o C ou mais) 21

22

Exemplos – Fabricação de tijolos Vídeo: 021 - O Segredo das Coisas - Tijolo.mp4 23

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.