Ciencia E Tecnologia Dos Materiais

SUMÁRIO

Materiais Cerâmicos

1.0 INTRODUÇÃO

INTRODUÇÂO MATERIAIS CERAMICOS

Ceramicos são materiais inorganicos não metálicos ou pedras artificiais obtidas pela moldagem, secagem e cozedura a altas temperaturas de argilas ou de misturas contendo argila. São caracterizados por serem constituidos de materiais metálicos e não metálicos ligados por ligações mistas Como exemplos destes materiais podem ser citados os carbonetos , os nitretos , óxidos , silicatos ,etc.. alem disso possuem características próprias e são amplarmente utilizados no mercado industrial e setores de engenharia. Os cerâmicos são uma das classes de materiais mais usados pelo homem. Sua utilização começou a mais de nove mil anos quando o homem aprendeu a criar peças a base de barro endurecido pelo fogo. Nos dias atuais os cerâmicos ainda recebem tratamentos a altas temperaturas porem muito mais sofisticados. Isso acontece porque as propriedades dos cerâmicos mais almejadas pela indústria são conseguidas através de tratamento térmico, sendo o mais comum o tratamento térmico por ignição. Desta forma, é fácil entender sua denominação, cerâmica vem do "kéramos” e significa “terra queimada” ou “argila queimada”. Através dessa pesquisa aprofundou se os conhecimentos a cerca desse material conhecendo mais sobre suas principais características seguindo com suas classificações alem de relacionar esses matériais com a engenharia. Alem disso, ao cerâmicos possuem estrutura cristalina complexa, grande resistência, são duros, frágeis, a matéria prima de custo relativamente baixo e apresentam estabilidade em ambientes de condição rigorosa Podem ser naturais (argila, filito, quartzo, grafita, etc.) ou sintéticos (alumina, carbeto de silício, etc.). Devido as suas características típicas as cerâmicas possuem uma gama de aplicações específicas, e são alvo de inúmeras pesquisas para aperfeiçoar o uso das mesmas. Os materiais cerâmicos apresentam elevado ponto de fusão e são na maioria das vezes isolantes elétricos, embora possam existir materiais cerâmicos semicondutores, condutores e até mesmo supercondutores.

ESTRUTURA SIMPLES DOS MATERIAIS CERÂMICOS

As estruturas cristalinas das cerâmicas são geralmente mais complexas do que as de outros tipos de materiais, quanto maior a quantidade de átomos de diferentes funções, maior o grau de complexidade. O tipo de ligação e os átomos envolvidos nestas ligações determinam o perfil da estrutura dos materiais cerâmicos.

É importante destacar que nem todas as cerâmicas possuem estrutura cristalina definida, como por exemplo, vidros à base de sílica.

No entanto, nas cerâmicas predominam as ligações iônicas e por causa dessas tem-se estruturas mais densas e compactas e são os raios dos íons, bem como o balanço eletrostático que coordenam tal compactação.

Uma estrutura bastante comum é a do tipo AX, em que A representa o cátion e X representa o ânion. Os cátions ocupam as posições intersticiais da estrutura, visto que seus raios atômicos são muito inferiores aos dos ânions. O fator de empacotamento desse tipo de estrutura são: CS, CCC, CFC, HC.

EX:

CELULA UNITARIA NaCl

CELULA UNITARIA CsCl

CELULA UNITARIA ZnS

Outra estrutura cristalina bastante encontrada é a do tipo AnXm, em que A representa o cátion e n sua proporção e X representa o ânion e m sua proporção. Para essa formação a relação entre os raios dos cátions e dos ânions são superiores com relação a estrutura do parágrafo anterior, o que confere maior estabilidade. Tal estrutura é encontrada nos silicatos.

EX:

CELULA UNITARIA

Alem dessas temos as estruturas cristalinas do Tipo AmBnXp é também possível para compostos cerâmicos terem mais de um tipo de cátion; para 2 tipos de

cátions (representados por A e B), suas fórmulas químicas podem ser designadas por AmBnXp.

EX:

CELULA UNITARIA DE BaTiO3

FASES CERÂMICAS

Diagramas de fases têm sido experimentalmente determinadas para um grande número de sistemas cerâmicos. Para diagramas de fases binários ou bi-componentes, é frequentemente o caso em que os 2 componentes são compostos que compartilham um elemento comum, às vezes oxigênio. Estes diagramas podem ter configurações similares a sistemas metal-metal e elas são interpretadas do mesmo modo.

CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERAMICOS

A classificação das cerâmicas mais usual é de acordo com sua aplicação. A seguir está uma tabela que resume os principais tipos de cerâmicas:

Figura 02. Classificação dos cerâmicos com base na sua aplicação.

No presente trabalho, serão desenvolvidas as classificações: cerâmicos tradicionais, cerâmicos técnicos e cerâmicos avançados.

Cerâmicas tradicionais

São constituídas de argila com outros óxidos, sílica e feldspato. Possuem microestrutura polifásica, estrutura não uniforme, porosa e pureza inferior a 98%. Dentro deste grupo estão os cerâmicos refratários, louças sanitária e de mesa, cerâmica estrutural e revestimentos cerâmicos.

Cerâmicos avançados

São baseados em óxidos, carbetos e nitretos. São