Materiais Cerâmicos a Base de Cilicatos
Por: Mateus Vitor • 26/5/2015 • Trabalho acadêmico • 921 Palavras (4 Páginas) • 625 Visualizações
Universidade Federal do Maranhão - UFMA
Bacharelado Interdisciplinar em Ciências e Tecnologia - BICT
Ciências e Tecnologia dos Materiais - CTM
Prof. Dr. Dalmo Costa
Relatório - Materiais Cerâmicos a Base de Silicatos
Mateus Vítor Duarte Sousa
São Luís - MA
Abril de 2015
Introdução
Os materiais cerâmicos são compostos formados entre metais e ametais, geralmente representados por óxidos, carbetos e nitretos. Alguns representantes deste grupo são o óxido de alumínio (a alumina Al2O3) o dióxido de silício (SiO2), carbeto de sílicio (SiO), nitreto de silício (SiN4) e alguns que se referem às cerâmicas naturais compostas por materiais argilosos como a porcelana, vidro e o cimento.
Esses materiais tem resistência e rigidez equiparáveis a dos materiais metálicos, porém sua ductilidade e resistência a fratura são baixos, alguns materiais "engenheirados" já oferecem uma ótima resistência a fratura (Gorilla Glass popularizado pela Apple Inc.). Eles são bons isolantes térmicos e elétricos e oferecem uma boa resistência a ambientes severos e altas temperaturas. Eles possuem características ópticas notáveis podendo ser transparente, translúcidos ou opacos, algumas cerâmicas a base de óxido apresentam características magnéticas.
Materiais Cerâmicos a Base de Silicatos
Estes materiais tem como composição principal silício e oxigênio (os elementos mais abundantes da crosta terrestre), é conveniente analisar a sua estrutura não como célula unitária (cubo ou retângulo) e sim por meio de um arranjo tetraédrico (SIO4)4- :
[pic 1]
Sua carga negativa se dá pelo fato de que o oxigênio precisa de mais um elétron para estabilizar contabilizando 4 elétrons doados do silício o composto assume carga 4-, devido a sua característica covalente os silicatos não são considerados compostos iônicos.
O agrupamento dessas estruturas podem gerar arranjos uni, bi e tri-dimensionais.
Sílica
O silicato mais simples conhecido é o dióxido de silício (SiO2), sua estrutura tridimensional é gerada quando os átomos de oxigênio dos vértices do tetraedro são compartilhados com os tetraedros convizinhos tornando a estrutura eletricamente neutra.
[pic 2]
Razão: 1 átomo de óxigênio X 2 átomos de silício.
Se essas estruturas crescerem de forma regular e ordenada obteremos uma estrutura perfeita, conhecida como cristalina.
Existem 3 principais tipos cristalinos de sílica: o quartzo, a cristobalita e a tridimita. Elas apresentam estruturas complexas e átomos que não estão densamente compactados (como em outras estruturas cristalinas).
Essas sílicas cristalinas apresentam ponto de fusão elevado e densidades relativamente baixas, por exemplo, o quartzo em condições normais de pressão e temperatura tem densidade de 2,65g/cm³.
Silicatos
Os minérios a base de sílica acabam compartilhando alguns, senão, todos os oxigênios do arranjo formando estruturas bastante complexas, alguns cátions Ca2+, Mg2+ e Al3+ tem como finalidade balancear as cargas obtendo neutralidade e ligando ionicamente cada tetraedro.
Silicatos Simples
Dentre esses compostos um dos mais simples é a Fosterita que apresenta tetraedros isolados:
Mg2SIO4 > (Mg)2+ * 2 = 4+ > (SIO4)1- * 4 = 4- > (-4)+(+4) = 0
Outro exemplo é a arquemita:
Ca2MgSi2O7 > (Ca) 2+ * 2 = 4+ > (Mg)2+ = 2+ > (Si2O7)6- = 6- > (-6)+(+6)=0
Silicatos em Camadas
Os silicatos em lâminas (ou em camadas) são um agrupamento de tetraedros com o compartilhamento de três de seus 4 oxigênios, formando uma estrutura bidimensional laminadas onde a unidade que se repete é (Si2O5)2- essa carga negativa corresponde aos dois oxigênios não ligados que estão fora do plano.
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