Estruturas e Propriedades das Cerâmicas.pptx

7/25/2019 Estruturas e Propriedades das Cermicas.pptx

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDODEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CINCIAS SOCIAISQUMICA APLICADA A ENGENHARIA 2014.1PROF. DR. CRISTIAN ELL! MORAIS DE LIMA

"ACHARELADO EM CINCIA E TECNOLOGIA

ESTRUTURAS E PROPRIEDADESDAS CERMICAS

1Aluno(a) do curso de Bacharelado em Cincia e Tecnolo!ia da U"ERSA#

ALINE "EATRI# DE MEDEIROS COSTA1

GEAN CARLOS DE SOUSA1

INGRID LOURRAN! "ARRETO FREITAS1

VIT$RIA LORENA FERREIRA DA SILVA1

!ASSONARLE! CHRISTIANN! DE PAIVA GOMES1


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Im$er%ei&'es nas Cermicas

"raura %r*!il das cermicas

Com$orameno ens+o,de%orma&+o

Mecanismos de de%orma&+o $l*sica

Considera&'es mecnicas di-ersas

SUM.RIO


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IMPERFEI%&ES NAS CER'MICASo

D()(*+, ,/+* +3*,5oDe%eios a/micos en-ol-endo *omos hos$edeiros $odem

e0isir nos com$osos cermicos#oUma -e 2ue maeriais cermicos con3m 4ons de $elo menos

dois i$os5 $odem ha-er de%eios $ara cada es$3cie de 4on#oE6(37,

o6o 6aCl5 $odem ha-er de%eios $or lacunas e inersiciais $ara

o 6a e de%eios $or lacunas e inersiciais $ara o Cl#


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IMPERFEI%&ES NAS CER'MICAS

E+8+8 9( 9()(*+,5 Desi!na os i$os e concenra&'es de de%eios a/micos nas

cermicas#

Uma -e 2ue os *omos e0isem como 4ons carre!ados52uando as esruuras dos de%eios s+o consideradas5 de-emser manidas as condi&'es de eleroneuralidade#

Eletroneutralidade o estado que existe quando esto presentes

nmeros iguais de cargas positivas e negativas de ons.


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D()(*+, 9( F8(/:(75 En-ol-e um $ar com$oso $or uma lacuna cai/nica e um

c*ion inersicial#

6+o e0ise alera&+o !lo7al na car!a5 uma -e 2ue oc*ion man3m a mesma car!a $osii-a como uminersicial#


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D()(*+, 9( S;,++:


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A ra+o enre o n8mero de c*ions e nions n+o3 alerada $ela %orma&+o de um de%eio de

"ren9el ou de Scho9:# Se nenhum ouro i$ode de%eio esi-er $resene5 o maerial 3 dioese2uiom3rico#

Ese2uiomeria 3 o esado $ara os com$osos i/nicos em 2ue e0ise a ra+oe0aa enre c*ions e nions $re-isa $ela %ormula 2u4mica# E0em$lo; 6aCl#


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A %ala de ese2uiomeria $ode ocorrer $ara al!unsmaeriais cermicos nos 2uais h* dois esados de

-alncia $ar aum dos i$os de 4on# E0#;


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As 2uanidades em e2uil47rio ano dos de%eios de"ren9el 2uano dos de%eios de Scho9:5 aumename de$endem da em$eraura de maneira semelhane

ao n8mero de lacunas nos meais#


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E0em$lo;

Calcule o n8mero de de%eios de Scho9: $ormero c87ico no cloreo de $o*ssio a =>> ?C # Aener!ia necess*ria $ara a %orma&+o de cadade%eio de Scho9: 3 de @5 e5 en2uano amassa es$ec4%ica do Cl a =>> ?C 3 15== !cmF#


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I38(= / (8>3*5 Os *omos de im$urea $odem %ormar solu&'es

sGlidas do i$o su7siucional e inersicial

Para uma solu&+o sGlida inersicial5 o raio i/nico daim$urea de-e ser relaiamene $e2ueno em rela&+o

ao raio do nion#

Uma im$urea su7siucional5 su7siuir* o 4onhos$edeiro ao 2ual ela mais se assemelhano as$ecoel3rico#


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I38(= / (8>3* O amanho e a car!a da im$urea de-em ser muio

$rG0imos da2ueles de um dos 4ons hos$edeiros #

Para um 4on de im$urea com car!a di%erene do 4onhos$edeiro5 a %im de maner a sua eleroneuralidade5 ocrisal com$ensa essa di%eren&a ara-3s de de%eios narede#


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FRATURA FRGIL DAS CER'MICAS

"orma&+o e $ro$a!a&+o de rincasH Ara-3s dos !r+os (ou rans!ranular) e ao lon!o dos

$lanos crisalo!r*%icos (ou de cli-a!em)H Resisncia %rauraH De%eios;

Concenra&+o de ens'esH

Com$rimeno e raio da cur-aura da e0remidade da rinca#


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As resisncias a %raura medidas $ara os maeriaiscermicos s+o su7sancialmene in%eriores a2uelasesimadas $ela eoria a $arir das %or&as de li!a&+o

iner a/micas# Essas rincas a%eam a resisncia de maneira ne!ai-a# Para ens'es de com$ress+o5 n+o e0ise 2ual2uer am$li%ica&+o

de ens'es associada com 2ual2uer de%eio e0isene#


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A enacidade %raura em de%orma&+o $lana5 Ic5 3de%inida $or;

A medida da ha7ilidade de um maerial cermico em resisir %raura 2uandouma rinca es* $resene 3 es$eci%icada em ermos da enacidade %raura#


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"adi!a es*ica ou %raura reardadaH Cimeno $orlandH

Re-enimeno T3rmicoH


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COMPORTAMENTO TENS?O-

DEFORMA%?O

R(*+@/* F7(6B, Com$orameno ens+o,de%orma&+o das cermicas %r*!eis

n+o $ode ser a-aliado $or um ensaio de ra&+o

1# J di%4cil $re$arar e esar amosras com a !eomeria

necess*riaH@# J di%4cil $render maeriais %r*!eis sem %raur*,losH

K# As cermicas %alham a$Gs uma de%orma&+o de a$enasa$ro0imadamene >51L#


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COMPORTAMENTO TENS?O-DEFORMA%?O

E/*, 9( F7(6B, T8/(87 Onde um cor$o de $ro-as 3 %le0ionado a3 a %raura5

uiliando uma 3cnica de a$lica&+o de car!as em rs ouem 2uaro $onos#


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A ens+o no momeno da %raura 2uando se em$re!a esse ensaio de %le0+o 3conhecida como 8(*+@/* )7(6B,5 mdulo de ruptura5 resistncia fraturaou resistncia ao dobramento# A resisncia %le0+o 8)5 3 i!ual a;

P8 3 (B, +8/(87 8(+/78

Em 2ueFf 3 a car!a na %raura eL3 a disncia enre os $onos de a$oio#

P8 3 (B, +8/(87 *878

Em 2ue R 3 o raio do cor$o de $ro-as#


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A resisncia %le0+o de$ender* do amanho do cor$o de $ro-a#Com o aumeno do -olume do cor$o de $ro-as5 e0ise umaumeno na $ro7a7ilidade da e0isncia de um de%eio ca$a de

$roduir uma rinca e5 conse2uenemene5 uma diminui&+o na

resisncia %le0+o#

C,3,8+3(/+, E7+*, O com$orameno ens+o,de%orma&+o el*sico $ara os

maeriais cermicos usando esses ensaios de %le0+o o7edeceuma rela&+o linear enre ens+o e de%orma&+o#


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MECANISMOS DE DEFORMA%?O

PLSTICA De%orma&+o $l*sica; De%orma&+o $ermanene ou 2ue n+o $ode ser recu$erada

a$Gs a li7era&+o da car!a a$licada#

Cermica crisalinaH Cermica n+o crisalina#

De%orma&+o Pl*sica


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MECANISMOS DE DEFORMA%?OPLSTICA

Cermica Crisalina A de%orma&+o $l*sica ocorre5 assim como nos meais5 $elo

mo-imeno de discordncia#

Resisncia ao escorre!ameno; Durea "ra!ilidade

Discordncia; De%eio crisalino linear ao redor do 2ual e0isedesalinhameno a/mico#


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Cermica n+o crisalina A de%orma&+o $l*sica nas cermicas n+o crisalinas n+o

ocorre $elo mo-imeno de discordncias5 * 2ue n+o h*uma esruura a/mica re!ular#

A de%orma&+o $l*sica ocorre $or escoameno -iscoso5 damesma maneira 2ue os l42uidos se de%ormam#

iscosidade (medida em $oise ou $ascal,se!undo);



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"i!ura 1@#KN Re$resena&+o do escoameno -iscoso de uml42uido ou -idro %luido em res$osa a$lica&+o de uma %or&ade cisalhameno#


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In%luncia da Porosidade Processo de $rodu&+o das cermicasH

CONSIDERA%&ES MEC'NICAS DIVERSAS

"i!ura 1K#1 Micro!ra%ia eler/nica de-arredura de $Gs de G0ido de alum4niocom$acados sineriado a durane min#


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A in%luncia da $orosidade no mGdulo de elasicidade5E#



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Temos5 $or e0em$lo5 a in%luncia da $orosidade so7re omGdulo de elasicidade5 $ara o G0ido de alum4nio#

FIGUR !".#$

"i!ura 1@#K= In%luncia da $orosidade so7re o mGdulo deelasicidade $ara o G0ido de alum4nio em$eraura am7iene#



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In%u&ncia da 'orosidade (a resist&ncia ) %exo.


"i!ura 1@#K In%luncia da $orosidade so7re a resisncia

%le0+o $ara o G0ido de alum4nio em$eraura am7iene#


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E0$erimenalmene5 em sido demonsrado 2ue aresisncia %le0+o diminui e0$onencialmene com a%ra&+o -olum3rica da $orosidade (P);



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Durea T3cnicas de ensaio de durea; ic9ers e noo$H


Ta7ela #= T3cnicas de Ensaio de Durea



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*aterial +ure,a-icers/Gpa0

+ure,a1noop/Gpa0

2omments

+iamante/car3ono0

!#4 !4# *onocristal5 6ace /!440

2ar3eto de 3oro 775" 8 'olicristalino5 sinteti,ado

*aterial +ure,a-icers/Gpa0

+ure,a1noop/Gpa0

2omments

+iamante/car3ono0

!#4 !4# *onocristal5 6ace /!440

775" 8 'olicristalino5 sinteti,ado

":5$ 8

"$57 !


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F7@/*

Figura =.": C 2urva tpica de %u&nciamostrando a de6orma>o em 6un>o do temposo3 uma carga constante e a temperatura



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Exemplo D mdulo de elasticidadepara o xido de 3erlio com deporosidade de .

a0 2alcule o mdulo de elasticidade parao material sem porosidade.



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30 2alcule o mdulo de elasticidade para omaterial com vol de porosidade.



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CAQQISTER5 illiam D# C*@/* ( (/(/;8* 9, 3+(8**53 */+8,9B, illiam D# Calliser5 r#5 Da-id # RehischHradu&+o Ser!io Murillo Samile SoaresH re-is+o 3cnica os3Ro7ero Moraes dV Almeida# WReim$r#X# Rio de aneiro; QTC5@>1K#

A6 QAC5 Qarence Yall# P8*/*, 9( *@/* 9,3+(8** Qaence Yall an lac9H raduido $elo En!# QuiPaulo Camar!o "err+o S+o Paulo; Blucher5 1>#

ASEQA6D5 Donald R# C*@/* ( (/(/;8* 9, 3+(8**

Donald R# As9eland5 Pradee$ P# Phul3H re-is+o 3cnica loriaDulce de Almeida SoaresH Wradu&+o -erice Translae e AllTas9sX# S+o Paulo; Cen!a!e Qearnin!5 @>1K#

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