Materiais Cerâmicos: Propriedades, Tipos e Processamento

Materiais Cerâmicos: Propriedades e Aplicações

Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos, não metálicos, formados por elementos metálicos e não metálicos. Estes elementos estão ligados entre si fundamentalmente por ligações iónicas e/ou covalentes. Este facto conduz às seguintes propriedades:

• Resistência térmica (refratários);
• Resistência química;
• Elevada dureza;
• Baixa tenacidade (elevada fragilidade);
• Baixa ductilidade;
• Baixa condutividade térmica e elétrica.

Classificação dos Materiais Cerâmicos

Os materiais cerâmicos podem ser agrupados em três grandes grupos:

• Cerâmicos tradicionais: Incluem louças sanitárias e telhas.
• Cerâmicos técnicos: Exemplos incluem a utilização de zircónia em facas e o carboneto de silício em anilhas. Conhecidos como eletrocerâmicos, estes materiais encontram aplicação em vários dispositivos da indústria elétrica e eletrónica, como sensores e atuadores de veículos automóveis.
• Aplicações Industriais: Utilização na indústria metalomecânica e na indústria biomédica. Uma aplicação muito importante é a regeneração do tecido ósseo e, recentemente, o uso como carregadores de células em terapias celulares.

Métodos de Processamento: Prensagem, Vazamento, Extrusão e Flutuação

Prensagem

No caso da prensagem uniaxial a frio, a mistura é prensada uniaxialmente num molde com a forma da peça a obter (considerando a contração de volume).

Vantagens:

• Produção rápida de grande variedade de formas;
• Uniformidade de formas e tolerâncias apertadas.

Desvantagens:

• Não uniformidade de propriedades ao longo da peça.

Vazamento

Etapas do processo:

1. Mistura do material cerâmico em pó com um líquido, formando uma suspensão.
2. Vazamento para o interior de um molde absorvente.
3. Interrupção do processo por remoção do líquido de suspensão remanescente (Vazamento drenado).

Extrusão

Técnica utilizada na produção de tubos, tijolos refratários e telhas de canudo. Em alguns tipos de cerâmicos, utiliza-se a extrusão com pistão, aplicando-se grandes pressões para obter tolerâncias dimensionais mais apertadas, onde o material é obrigado a sair por uma fieira que dá forma ao produto final.

Flutuação (Processo Float)

O vidro transparente é obtido pelo processo "float" (o vidro fundido "flutua" sobre um banho de estanho em fusão). Na saída do forno, o vidro escorre sobre o banho de estanho fundido a 1050 °C, arrefece e solidifica sobre o mesmo, saindo a 600 °C como sólido.

O facto de a chapa endurecer apenas em contacto com a superfície do líquido garante que as suas superfícies sejam perfeitamente lisas e paralelas, assegurando uma excelente qualidade ótica. A região do banho de estanho é fechada e é injetado azoto no seu interior para evitar o contacto do estanho com o oxigénio, o que causaria oxidação e defeitos no vidro.