Cerâmicos

Caracteristica dos materiais cerâmicos

Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos e apresentam ligações predominantemente iônica , vamos relembrar? Ligacoes iônicas são aquelas cujo objetivo é o alcance da estabilidade, ou seja, compor 8 elétrons na ultima camada de valencia.

Por exemplo:

Lembram do sal de cozinha? Conhecido também por cloreto de sódio , este é um exemplo de ligação iônica, que ocorrem entre um elemento metálico (Na) e não metálico (Cl).

O Sódio (Na) na sua bondade doa um elétron para o cloro (Cl) que possui 7 elétrons na ultima camada de valencia, com o eletron doado pelo sódio, ele encontra a sua estabilidade formando 8 eletrons. Só troca de generosidades :D

Outra característica peculiar dos materiais é o elevado ponto de fusão, o que justifica suas aplicações, como por exemplo o tijolo refratário utilizado para construir uma lareira ou ate mesmo uma churrasqueira, para comer aquela picanha mal passada. A cerâmica é altamente resistente ao calor, justamente por causa dessa característica.

Os materiais cerâmicos são geralmente duros e frágeis, mas o que isso quer dizer??? Devido suas ligações iônicas, alguns materiais cerâmicos apresentam uma dureza próxima ao diamante, resistente ao desgaste e à compressão, por exemplo. Ao mesmo tempo, sua fragilidade é devida à baixa resistência mecânica a tração, fazendo com que o material frature com facilidade.

Classificação dos materiais cerâmicos

Cristalinos: a estrutura cristalina dos cerâmicos é mais complexa que a dos metais, uma vez que eles são compostos pelo menos por dois elementos. Incluem os cerâmicos à base de Silicatos, Óxidos, Carbonetos e Nitretos. Utilizados para aplicações onde necessitam de resistência a abrasão e também utilizado em aquecedores de fornos.

E como saber que é um material cristalino? Observem a estrutura abaixo: 3 elementos diferentes e cada um ocupa uma posição distinta. Eles ficam organizadinhos no espaço de forma bem definida.

Exemplo: Titanato de Bário (BaTiO3 )

Amorfo: em geral com a mesma composição dos cristalinos, diferindo apenas o processamento. A cerâmica amorfa é o vidro. E como ele é obtido? Ele é fundido a aproximadamente 1500 °C e depois resfriado até solidificar, podendo receber o formato que desejar. O vidro comum é formado pelo aquecimento de areia de sílica (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3) e carbonato de cálcio (CaCO3).

E vocês já se perguntaram porque o vidro é transparente? Vamos analisar a estrutura a seguir!! Na imagem da esquerda, nota-se uma estrutura organizadinha, bonitinha, e como já vimos essa é uma estrutura cristalina. A estrutura da direita toda zoada, é uma estrutura amorfa, e nela as moléculas ficam mais distantes entre si, isso favorece na passagem de luz. Por isso que o vidro é transparente.

Vidro- cerâmico: Formados inicialmente como amorfos e tratados termicamente, também popularmente conhecido com vidro temperado. Muito utilizado em fogões, fornos de usinas, placas vitrocerâmicas e outros. A principal característica deste material é a elevada resistência ao choque térmico. Como exemplo temos o vidro usado nos cooktop.

Processos de Fabricação de Materiais Cerâmicos Cristalinos

A fabricação dos materiais cerâmicos se assemelham a produção de pãozinho de padaria. Que tem basicamente como “matéria prima”: farinha, sal, fermento e água. Estes são colocados para assar em formas até a obtenção do pão quentinho e fofinho.

Para a obtenção da cerâmica obtem-se primeiramente a matéria prima que pode ser, por exemplo: silicatos de alumínio, matérias orgânicas entre outros. Posteriormente estes são misturados com água para a formação de uma massa “plástica” denominada barbotina. Depois essa massa são conformadas, ou seja, dão formato a ela. Para isso tem difereeeeeeeeentes técnicas, que variam conforme o produto que se deseja obter: cimentos, vidros ou cerâmica particulada. Após conformados, estes são secos e queimados, também conhecido como sinterização, e acabamento final quando necessário.

Vamos conhecer as técnicas de produção dos materiais cerâmicos???

Para a obtenção do vidro temos:

1. Prensagem:  formação no molde é feita através da compressão de vidro com auxílio de um pino de prensagem. Utilizado para vidros de boca larga como potes de alimentos.
2. Sopro:  formação da embalagem tanto no molde quanto na forma são feitas com ar comprimido. Utilizados para produção garrafas de refrigerante por exemplo (boca estreita).
3. Laminação: processo de fabricação do vidro laminado ocorre a partir da prensa de duas lâminas de vidro liso ou polido com uma lâmina intercalada de plástico em um forno para a sinterização.
4. Conformação de fibras: feita por fiação para a obtenção das fibras. Há uma matriz com furos de diferentes diâmetros que motivarão a grossura da fibra. Os fios são puxados manualmente por um operador.

Para a obtenção de materiais particulados ou materiais cerâmicos:

1. Prensagem de pó: o pó  é compactado  em um molde metálico por meio de pressão aplicada em uma única direção. A geometria da peça ocorre pela pressão aplicada e conformação no molde.



2. Conformação hidroplástica: utilizada para a obtenção de tijolos, azulejos e etc. É uma mistura de argila com água, depois conformado e secado.
3. Colagem de barbotina: é adicionado um material em suspensão (misturado a água), onde esse material é colocado em um molde de gesso poroso que “absorve”a água, sobrando apenas o material particulado que se adere a superfície obtendo então o produto final. Processo barato e simples.



4. Colagem em fita: mistura cerâmica é colocada em uma esteira, semelhantes aquelas de academia, saca? Essa esteira contem uma fita flexível devido ao ligante e após o processo ela é enrolada em bobinas para depois ir para a queima.