MATERIAIS CERÂMICOS: PROPRIEDADES, TIPOS, USOS - VOCABULÁRIO DE CULTURA - 2025

Os materiais cerâmicos são compostos por materiais inorgânicos, metálicos ou não sólidos que sofreram calor. Sua base geralmente é argila, mas existem diferentes tipos com diferentes composições.

A argila comum é uma pasta de cerâmica. Também a argila vermelha é um tipo de material cerâmico que possui silicatos de alumínio entre seus componentes. Esses materiais são formados por uma mistura de fases cristalinas e / ou vítreas.

Se forem feitos com um único cristal, serão monofásicos. Eles são policristalinos quando são compostos de muitos cristais.

A estrutura cristalina dos materiais cerâmicos depende do valor da carga elétrica dos íons e do tamanho relativo dos cátions e ânions. Quanto maior a quantidade de ânions que circundam o cátion central, mais estável será o sólido resultante.

Os materiais cerâmicos podem ser na forma de um sólido denso, fibra, pó fino ou filme.

A origem da palavra cerâmica é encontrada na palavra grega keramikos, cujo significado é "coisa queimada".

Acusação

O processamento de materiais cerâmicos depende do tipo de material a ser obtido. No entanto, a produção de um material cerâmico normalmente requer os seguintes processos:

1- Mistura e moagem de matérias-primas

É o processo no qual as matérias-primas são unidas e se tenta homogeneizar seu tamanho e distribuição.

2- Conformação

Nesta fase, a massa ganha forma e consistência, o que se consegue com a matéria-prima. Desta forma, a densidade da mistura é aumentada, melhorando suas propriedades mecânicas.

3- Moldagem

É o processo pelo qual uma representação ou imagem (em terceira dimensão) de qualquer objeto real é criada. Para moldar, um desses processos é comumente realizado:

Pressionando

A matéria-prima é prensada em uma matriz. A prensagem a seco é freqüentemente usada para fazer produtos refratários e componentes eletrônicos de cerâmica. Esta técnica permite fabricar várias peças rapidamente.

Moldagem de barbonita

É uma técnica que permite que a mesma forma seja produzida centenas de vezes sem erros ou deformações.

Extrusão

É um processo durante o qual o material é empurrado ou extraído através de uma matriz. Usado para gerar objetos com uma seção transversal clara e fixa.

4- Secagem

É um processo que consiste em controlar a evaporação da água e as contrações que ela produz na peça.

É uma fase crítica do processo porque depende dela que a peça mantenha a sua forma.

5- Cozinhar

A partir desta fase é obtido o "bolo". Nesse processo, a composição química da argila é alterada para torná-la quebradiça, mas porosa.

Nesta fase, o calor deve subir lentamente até atingir a temperatura de 600ºC. Após esta primeira fase, as decorações são feitas, quando quiserem.

É importante garantir que as peças sejam separadas dentro do forno para evitar deformações.

Propriedades dos materiais cerâmicos

Embora as propriedades desses materiais dependam em grande parte de sua composição, em geral eles compartilham as seguintes propriedades:

• Estrutura de cristal. Porém, também existem materiais que não possuem essa estrutura ou a possuem apenas em alguns setores.
• Eles têm uma densidade de aproximadamente 2g / cm3.
• São materiais com propriedades isolantes de eletricidade e calor.
• Eles têm um baixo coeficiente de expansão.
• Eles têm um alto ponto de fusão.
• Geralmente são à prova d'água.
• Eles não são combustíveis nem oxidáveis.
• Eles são duros, mas frágeis e leves ao mesmo tempo.
• Eles são resistentes à compressão, desgaste e corrosão.
• Eles têm geada, ou a capacidade de suportar baixas temperaturas sem se deteriorar.
• Eles têm estabilidade química.
• Eles requerem alguma porosidade.

Classificação: tipos de materiais cerâmicos

1- cerâmica vermelha

É o tipo de argila mais abundante. Possui uma cor avermelhada que se deve à presença de óxido de ferro.

Quando cozido, é composto por aluminato e silicato. É o menos processado de todos. Se ele se quebrar, o resultado será uma terra avermelhada. É permeável a gases, líquidos e gorduras.

Essa argila é comumente usada para tijolos e pisos. Sua temperatura de queima varia de 700 a 1000 ° C, podendo ser recoberto com óxido de estanho para obter uma faiança estanque. As faianças italiana e inglesa são feitas com diferentes tipos de argila.

2- Cerâmica branca

É um material mais puro, por isso não tem manchas. Sua granulometria é mais controlada e geralmente são esmaltados na parte externa para aumentar sua impermeabilidade.

É utilizado na fabricação de louças e louças sanitárias. Este grupo inclui:

Porcelana

É um material feito de caulim, um tipo de barro muito puro ao qual se acrescentam feldspato e quartzo ou sílex.

A cozedura deste material é efectuada em duas fases: na primeira fase a cozedura a 1000 ou 1300 ° C; e na segunda fase, 1800 ° C pode ser alcançado.

As porcelanas podem ser moles ou duras. No caso dos moles, a primeira fase de cozimento chega a 1000 ° C.

Em seguida, é retirado do forno para aplicar o esmalte. E depois volta ao forno para a segunda fase na qual é aplicada uma temperatura mínima de 1250 ° C.

No caso de porcelanas duras, a segunda fase de cozimento é feita a uma temperatura superior: 1400 ° C ou mais.

E se for para ser decorada, a decoração definida é feita e levada ao forno, mas desta vez a cerca de 800 ° C.

Tem múltiplas utilizações na indústria para fazer objetos de uso comercial (talheres, por exemplo), ou para objetos de uso mais especializado (como isolamento em transformadores).

3- Refratário

É um material que pode suportar temperaturas muito elevadas (até 3000 ° C) sem se deformar. São argilas que apresentam grandes proporções de óxido de alumínio, berílio, tório e zircônio.

São cozidos entre 1300 e 1600 ° C, e devem ser resfriados progressivamente para evitar quebras, rachaduras ou tensões internas.

A norma europeia DIN 51060 / ISO / R 836 estabelece que um material é refratário se amolece com uma temperatura mínima de 1500 ° C.

Os tijolos são um exemplo desse tipo de material, sendo utilizados na construção de fornos.

4- Copos

Os vidros são substâncias líquidas à base de silício que se solidificam em diferentes formas quando esfriam.

Diferentes fundentes são adicionados à base de silício, de acordo com o tipo de vidro a ser fabricado. Essas substâncias diminuem o ponto de fusão.

5- Cimentos

É um material composto de calcário e cálcio moído, que se torna rígido ao ser misturado ao líquido (preferencialmente água) e pode sedimentar. Enquanto molhado, pode ser moldado no formato desejado.

6- Abrasivos

São minerais com partículas extremamente duras e que possuem óxido de alumínio e pasta de diamante, entre seus componentes.

Materiais cerâmicos especiais

Os materiais cerâmicos são resistentes e duros, mas também frágeis, razão pela qual os materiais híbridos ou compostos foram desenvolvidos com uma matriz de fibra de vidro ou polímero plástico.

Materiais cerâmicos podem ser usados ​​para desenvolver esses híbridos. São materiais compostos por dióxido de silício, óxido de alumínio e alguns metais como cobalto, cromo e ferro.

Duas técnicas são utilizadas na elaboração desses híbridos:

O sintetizado

É a técnica em que os pós metálicos são compactados.

A batata frita

Com essa técnica, a liga é obtida comprimindo o pó metálico junto com o material cerâmico em um forno elétrico.

As chamadas cerâmicas de matriz composta (CMC) enquadram-se nesta categoria. Eles podem ser listados:

- Carbonetos

Como tungstênio, titânio, silício, cromo, boro ou carboneto de silício reforçado com carbono.

- Nitretos

Tal como silício, titânio, oxinitreto de cerâmica ou sialon.

-

São materiais cerâmicos com propriedades elétricas ou magnéticas.

Os 4 principais usos dos materiais cerâmicos

1- Na indústria aeroespacial

Neste campo, são necessários componentes leves com resistência a altas temperaturas e demandas mecânicas.

2- Na biomedicina

Nesta área, eles são úteis para fazer ossos, dentes, implantes, etc.

3- Em eletrônica

Onde esses materiais são utilizados para a fabricação de amplificadores de laser, fibras ópticas, condensadores, lentes, isoladores, entre outros.

4- Na indústria de energia

É onde os materiais cerâmicos podem resultar em componentes de combustíveis nucleares, por exemplo.

Os 7 materiais cerâmicos mais destacados

1- Alumina (Al2O3)

É usado para conter metal fundido.

2- Nitreto de alumínio (AIN)

É usado como material para circuitos integrados e como substituto do AI203.

3- Carboneto de boro (B4C)

É usado para fazer armadura nuclear.

4- Carboneto de silício (SiC)

É utilizado para revestir metais, devido à sua resistência à oxidação.

5- Nitreto de silício (Si3N4)

São usados ​​na fabricação de componentes para motores automotivos e turbinas a gás.

6- Boreto de titânio (TiB2)

Também participa da fabricação de escudos.

7- Urânia (UO2)

Ele serve como combustível para reatores nucleares.

Referências

1. Alarcón, Javier (s / f). Química de materiais cerâmicos. Recuperado de: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Propriedades cerâmicas. Recuperado de: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Estrutura e propriedades da cerâmica. Recuperado de: prezi.com
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5. Revista ARQHYS (2012). Propriedades cerâmicas. Recuperado de: arqhys.com
6. Universidade Tecnológica Nacional (2010). Classificação de materiais cerâmicos. Recuperado de: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Universidade Tecnológica Nacional (s / f). Materiais cerâmicos. Recuperado de: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Material cerâmico. Recuperado de: es.wikipedia.org