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Cerâmicas
Definição e Características Gerais
Definição de Materiais Cerâmicos
Materiais inorgânicos e não metálicos formados por elementos metálicos e ametálicos.
União por ligações iônicas e/ou covalentes.
Propriedades Gerais
Rigidez e Fragilidade: Alta dureza e resistência, mas quebradiços.
Alta Resistência Térmica e Mecânica: Suportam altas temperaturas e ambientes hostis.
Baixa Condutividade Elétrica: Excelentes isolantes elétricos e térmicos.
Tipos de Ligações
Iônicas: Atração eletrostática entre íons.
Covalentes: Compartilhamento de elétrons entre átomos.
Classificação dos Materiais Cerâmicos
Cerâmicas Tradicionais
Feldspato: Utilizado para melhorar as propriedades térmicas.
Sílica (SiO2): Componente principal de vidros e cerâmicas.
Exemplos: Telhas, vidros, tijolos, porcelanas elétricas.
Argila: Matéria-prima abundante, usada há milênios.
Cerâmicas Avançadas
Carbeto de Silício (SiC): Alta resistência térmica, usado em turbinas.
Nitreto de Silício (Si3N4): Excelente resistência mecânica e térmica.
Óxido de Alumínio (Al2O3): Alta dureza e resistência ao desgaste.
Exemplos: Componentes eletrônicos, biomédicos, aeroespaciais.
Estruturas Cristalinas Cerâmicas
Estruturas Simples
Ligações Covalentes e Iônicas
Compostos com diferentes porcentagens de ligações iônicas e covalentes.
Exemplo: Óxido de Alumínio (Al2O3) tem 63% de caráter iônico.
Arranjos Iônicos
Tamanhos Relativos dos Íons
Determina a estabilidade da estrutura cristalina.
Balanço Eletrostático
Necessidade de manter a neutralidade elétrica.
Materiais Cerâmicos e Suas Aplicações
Cerâmica Vermelha
Uso em Construção Civil
Tijolos, telhas, estruturas de edifícios.
Cerâmica Branca
Uso em Porcelanas e Sanitários
Aparência estética e propriedades técnicas.
Isolantes Térmicos
Refratários Isolantes e Não Refratários
Utilizados para isolamento térmico em diversas aplicações industriais.
Materiais Refratários
Suporte a Altas Temperaturas
Utilizados em fornos e processos industriais de alta temperatura.
Abrasivos
Óxido de Alumínio, Carbeto de Silício
Usados em ferramentas de corte e polimento.
Cerâmica de Alta Tecnologia
Aplicações Aeroespaciais, Eletrônicas, Nucleares
Materiais desenvolvidos para atender exigências específicas de alta performance.
Vidro, Cimento e Cal
Composição e Uso na Indústria Civil
Vidros (óxido de silício), cimentos (ligantes hidráulicos), cal (hidróxido de cálcio).
Processamento de Materiais Cerâmicos
Etapas de Fabricação
Extração e Preparação das Matérias-Primas
Seleção e preparação dos materiais brutos.
Modelagem e Sinterização
Moldagem das peças e tratamento térmico para solidificação.
Tratamento Térmico
Processos de aquecimento para melhorar as propriedades mecânicas.
Métodos de Produção
Moldagem a Quente
Processos de conformação sob altas temperaturas.
Tratamento com Argila e Água
Formação de uma massa plástica para moldagem e posterior sinterização.
Propriedades Específicas e Aplicações Avançadas
Vidros Especiais
Tipos de Vidro e Suas Composições
Diferentes tipos como borossilicatos e vidros ópticos.
Propriedades e Aplicações
Resistência ao choque térmico, usos laboratoriais e em cozinha.
Exemplos e Estudos de Caso
Exemplos e Estudos de CasoExemplos de Uso na Engenharia
Componentes de Turbinas, Suportes de Circuitos Integrados
Uso de cerâmicas avançadas em engenharia de alta tecnologia.
Estudo de Comportamento de Materiais em Diferentes Ambientes
Resistência a Corrosão, Desgaste e Altas Temperaturas
Avaliação de desempenho em condições extremas.
Nanotecnologia em Cerâmicas
Avanços Recentes e Futuras Aplicações
Desenvolvimento de materiais com propriedades aprimoradas a nível nano.
Aplicações Biomédicas
Próteses e Implantes
Uso de cerâmicas biocompatíveis para aplicações médicas.
Guilherme Agnes - m114041