Cerâmicas

Aula 16

1. Definição

• Os materiais cerâmicos são compostos de elementos metálicos e não metálicos, com exceção do carbono.

2. Características das cerâmicas

• São duros e frágeis em relação à tração (~166 N/mm2)

• Maior resistência à compressão do que à tração.

2. Características das cerâmicas

• Resistência mecânica aumenta quando o o material é aquecido em altas temperaturas

• Alta dureza e alta resistência ao desgaste• Frágil• Elevado ponto de fusão• Bom isolante térmico e elétrico• A dilatação térmica é baixa comparada com metais e

polímeros

2. Características das cerâmicas

• Estrutura cristalina complexa• Bom isolante térmico e elétrico• Resistência à corrosão• Matéria prima de custo relativamente baixo

óxido de Silício (SiO2) na forma de cristobalite Estrutura cristalina perovskita

• As propriedades dos materiais cerâmicos dos materiais variam em função de suas ligaçôes químicas.

• Em geral os materiais cerâmicos usados industrialmente se dividem em dois grupos:– Cerâmicas tradicionais (baixa tecnologia)– Cerâmicas avançadas (alta tecnologia)

Vídeo: Telecurso 2000 Materiais 19 Cerâmica xvid 5:36 – 9:26

https://www.youtube.com/watch?v=hxB0udRVdnU

Processo genérico para fabricação de cerâmicas

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

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

Exemplos - Material cerâmico na usinagemCaracterística 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;

Exemplos - Material cerâmico na usinagem

Aplicado na usinagem de:• Ferro Fundido

• Aço endurecido (hard steels)

• Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

Exemplos - Material cerâmico na usinagem

Fabricação

Pó finíssimo de Al2O3 mais ZrO2 é prensado, porém apresenta-se muito poroso. Para eliminar os poros, o material é aquecido (sinterizado) a uma temperatura de 1700o C ou mais. Durante a sinterização as peças experimentam uma contração progressiva, fechando os canais e diminuindo a porosidade.

Exemplos – Fabricação de tijolos

1. Extração da matéria-prima

2. Estocagem

3. Desagregação

4. Mistura de no máximo dois tipos de argilas

Exemplos – Fabricação de tijolos1. Ajuste do teor de água se necessário

2. Conformação por extrusão

3. Secagem natural

4. Queima em fornos intermitentes, em temperatura inferior à 1000 º C