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1 Para ter acesso a esse material acesse:
Aula 15 – Cerâmicas

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

3 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.

4 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.

5 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

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

7 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

8 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

9 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 , 1988.

10 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.

11 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

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

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15 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

16 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

17 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;

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

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

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21 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

22 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.