Aula

1. MATERIAIS CERAMICOS
CARACTERIZAÇÃO E
PROCESSAMENTO
Por: Luciana Boaventura Palhares

2. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Tudo começou de acordo com a Bíblia Sagrada.....
“O Senhor Deus formou, pois, o homem do barro da terra, e
inspirou-lhe nas narinas um sopro de vida e o homem se tornou
um ser vivente.” Gênesis 2:7
Pré-história
Keramos = “coisa
queimada” (grego)

3. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Escrita cuneiforme – Consiste em “escrever” sobre uma placa mole de argila, de maneira
que a “escrita” ficasse afundada com o instrumento utilizado (cunha).
A indústria cerâmica é uma das mais antigas que remonta a milhares de anos.
Uma vez que os humanos descobriram que a argila poderia ser encontrada em
abundância e formada em objetos pela primeira mistura com água e, em seguida,
queima, uma indústria-chave nasceu.

4. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Civilização Paracas (900-100 a.C.)
do Peru. Pigmentos—urina de
réptil
Mais antigo artefato de cerâmica conhecido é datado de 28.000 a.C. - Período
paleolítico tardio.
Estatueta de uma mulher, chamada Vênus de Dolní Věstonice, de um pequeno
assentamento pré-histórico perto de Brno, na República Tcheca.

5. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Relevo esmaltado em parede de
tijolo (600 – 500 A.C.)
Vaso Mesopotâmica
(5500 – 4500 A.C.)
Vaso Turquemenistão
(5000 A.C.)

6. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Ásia Oriental - Milhares de anos depois, na caverna Xianrendong na China,
fragmentos de vasos datados de 18.000 a 17.000 a.C. foram encontrados.
Acredita-se que, da China, o uso da cerâmica se espalhou sucessivamente para o
Japão e para a região do Extremo Oriente da Rússia, onde os arqueólogos
encontraram fragmentos de artefatos de cerâmica datados de 14.000 a.C.

7. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Um dos primeiros avanços na fabricação de cerâmica foi a invenção
da roda, em 3.500 a.C.
Artefatos de cerâmica com simetria radial
Torno de Oleiro

8. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Os chineses foram os primeiros a introduzir fornos de alta
temperatura capazes de atingir até 1350°C.
Ano 600 - Porcelana (um material com menos de 1% de porosidade)
a partir da argila do caulim.

9. MATERIAIS CERAMICOS – Histórico
Após a Segunda Guerra Mundial, a cerâmica e o vidro
contribuíram para o crescimento de muitos campos
tecnologicamente avançados, incluindo eletrônicos, optoeletrônicos,
médicos, energia, automotivo, aeroespacial e exploração espacial.
Nos dias atuais , o processamento de cerâmica ganhou novo vigor
da nanotecnologia, que permite aos fabricantes introduzir materiais
e produtos com propriedades não convencionais, como cerâmicas
transparentes, cerâmicas dúcteis, ossos hiperelásticos e
capacitores microscópicos.

10.  Cerâmicos: são materiais inorgânicos e não-metálicos que consistem em
compostos que são formados entre elementos metálicos e não-metálicos, obtidos
geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. Apresentam
estrutura cristalina.
 Materiais Cerâmicos: englobam os cerâmicas e os vidros.
 Processamento Materiais Cerâmicos: os Materiais Cerâmicos tradicionais e
avançados são processados a partir de pós.
 Os processos de fabricação empregados pelos diversos segmentos cerâmicos
compreendem de um modo geral as seguintes etapas:
 Preparação da matéria-prima
 Conformação
 Tratamento Térmico
 Acabamento
 Em alguns casos os produtos são submetidos a esmaltação e decoração.
 No processamento do vidro, há completa fusão da matéria-prima e será abordado
em estudo separado.
MATERIAIS CERAMICOS

11. CERÂMICA VERMELHA
Tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos, argilas
expandidas e utensílios de uso doméstico e de adorno.

23. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Cerâmica Matérias-
primas
Estrutura Proprie-
dades
Processa-
mento
Aplicações
Tradicional
(silicatos)
naturais,
minerais
industriais
(<98%
pureza)
não-uniforme,
porosa
mecânica,
estética
olaria,
colagem,
prensagem,
extrusão,
queima
construção,
produtos
domésticos
Avançada
(alto de-
sempenho,
alta tecno-
logia)
produtos
químicos
industriais
(>98%
pureza)
homogênea,
menos porosa
elétrica,
magnética,
nuclear, ótica,
mecânica,
térmica,
química,
biológica
prensagem
isostática,
moldagem
por injeção,
sinterização,
ligação por
reação
eletrônica,
estrutural,
química,
refratários

24. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
condutividade trocadores de calor
para pacotes
eletrônicos
AlN
Térmicas isolamento revestimentos
isolantes para fornos
de alta temperatura
fibras de SiO2, Al2O3,
ZrO2
refratariedade revestimentos
isolantes para fornos
de alta temperatura
(metais fundidos,
escórias)
SiO2, Al2O3, ZrO2

25. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
condutividade elementos de
aquecimento para
fornos
SiC, ZrO2, MoSi2
Elétricas ferroeletricidade capacitores BaTiO3, SrTiO3
isolamento substratos de circuitos
eletrônicos
Al2O3, AlN

26. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
magnetos duros ímãs de ferrite (Ba,Sr)O·6Fe2O3
Magnéticas e
super-
condutoras
magnetos moles núcleos de
transformadores
(Zn,M)·6Fe2O3, com
M=Mn,Co, Mg
supercondutividade fios e magnetômetros YBa2Cu3O7

27. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
translucência materiais para
lâmpadas de Na
Al2O3, MgO
Óticas transparência cabos de fibra ótica SiO2
transparência ao
infravermelho
janelas para laser
infravermelho
CaF2, SrF2, NaCl

28. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
fissão combustível UO3, UC
Nucleares fissão moderadores de
nêutrons
C, BeO
fissão, fusão revestimentos em
reatores
C, SiC

29. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
catálise suporte de catalisador Mg2Al4Si5O15
Químicas condutividade
sensitiva a gases
sensores de gases ZnO, ZrO2, SnO2,
Fe2O3
separação filtros SiO2, Al2O3

30. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
biocompatibilidade cimentos CaHPO4·2H2O
Biológicas biocompatibilidade próteses estruturais Al2O3

31. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
dureza ferramentas de corte Al2O3, Si3N4, ZrO2, TiC
Mecânicas refratariedade
estrutural
estatores e lâminas de
turbina
Al2O3, Si3N4, MgO, SiC
resistência a desgaste,
abrasão
mancais Al2O3, Si3N4, ZrO2, SiC

32. CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DE
CERAMICOS
Funções Classes Aplicações Exemplos
cerâmica de mesa pratos, xícaras, vasos louça, porcelana
Estéticas cerâmica de
revestimento
pisos, azulejos grés, porcelanato
cerâmica sanitária vasos sanitários, pias louça, porcelana

33. PROCESSAMENTO DOS MATERIAIS CERÂMICOS
MATÉRIAS-PRIMAS CERÂMICAS
Categoria Pureza (%) Materiais
Naturais Variável Argilas, bauxita, cianita, bentonita.
Minerais
industriais
85-98
(quartzo 99%)
Argila, caolim, bentonita refinada, pirofilita, talco, feldspato,
wolastonita, areia, cianita, bauxita, zircônio, rutilo, minério de
cromo, caolim calcinado, dolomita.
Inorgânicos
industriais
98-99,9
Alumina calcinada (processo Bayer), magnésia calcinada,
alumina fundida, magnésia fundida, nitreto de alumínio,
carbeto de silício, nitreto de silício, carbonato de bário, titânia,
zircônia, zircônia estabilizada, titanatos.
Inorgânicos
especiais
> 99,9
Diversos sais inorgânicos, pós de alta pureza com finas
partículas, materiais óxidos e não-óxidos.