O documento discute cerâmicas, definindo-as como materiais inorgânicos não metálicos obtidos após tratamento térmico. Apresenta exemplos de cerâmicas e classifica-as em categorias como vermelha, de revestimento, branca e técnica. Também descreve propriedades gerais como dureza e resistência térmica, e aplicações em vidros, alta tecnologia, indústria e biomedicina.

1. Cerâmicas
Alunos: Bruno Amaral
Natielle David

2. Definição
• Cerâmica compreende todos os materiais inorgânicos, não metálicos,
obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas
elevadas.
• Cerâmica vem da palavra grega keramus que significa coisa
queimada.
• Numa definição simplificada, materiais cerâmicos são compostos de
elementos metálicos e não metálicos, com exceção do carbono.
Podem ser simples ou complexos.
• Exemplos: SiO2( sílica), Al2O3 (alumina) , Mg3Si4O10(OH)2 (talco)

3. Estrutura

4. Defeitos

5. Sinterização

6. Microestrutura de produtos cerâmicos

7. Classificação
• Cerâmica Vermelha
Tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos, argilas
expandidas e utensílios de uso doméstico e de adorno.
• Materiais de Revestimento
Azulejos, pastilhas, porcelanato, grês, lajota, pisos, tozetos e etc
• Cerâmica Branca:
Materiais constituídos por um corpo branco e em geral recobertos por uma
camada vítrea: louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos para alta e
baixa tensão, cerâmica artística (decorativa e utilitária).
Cerâmica técnica para fins diversos, tais como: químico, elétrico, térmico e
mecânico

8. Classificação
• Materiais Refratários:
Têm como finalidade suportar temperaturas elevadas, que em geral
envolvem esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de
temperatura e outras solicitações.
Exemplo: sílica, sílico-aluminoso,
aluminoso, mulita, carbeto de silício, grafita, carbono, zircônia, zirconita e
outros.
• Isolantes Térmicos
Isolantes térmicos não refratários: vermiculita expandida, sílica diatomácea,
diatomito, silicato de cálcio, lã de vidro e lã de rocha (até 1100 ºC).
Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam composições tais como sílica, sílicaalumina, alumina e zircônia (até 2000º C ou mais).

9. Classificação
• Fritas e Corantes
Frita (ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias
especializadas a partir da fusão da mistura de diferentes matérias-primas..
Corantes constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos
obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos.
• Abrasivos
Parte da indústria de abrasivos, por utilizarem matérias-primas e processos
semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico. Entre
os produtos mais conhecidos podemos citar o óxido de alumínio
eletrofundido e o carbeto de silício.

10. Classificação
• Vidro, Cimento e Cal
São três importantes segmentos cerâmicos e que, por suas
particularidades, são muitas vezes considerados à parte da cerâmica.
• Cerâmica de Alta Tecnologia/Cerâmica Avançada
São classificados, de acordo com suas funções, em: eletroeletrônicos,
magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biológicos e
nucleares.

11. Características gerais
• Maior dureza e rigidez comparados aos metais
• Maior resistência ao calor e a corrosão que metais e polímeros
• São menos densas que a maioria dos metais e suas ligas

12. Propriedades térmicas
Material
Coeficiente linear de expansão
térmica ((°C)¯¹ x 10 ¯⁶)
Condutividade Térmica (W/m.K)
Alumínio
23,6
247
Cobre
16,5
398
Alumina (Al2O3)
8,8
30,1
Sílica Fundida (SiO2)
0,5
2,0
Vidro de cal de soda
9,0
1,7
Polietileno
60-220
0,38
Poliestireno
50-85
0,13

13. Vidros
• Principal tipo de vidro : vidro de sílica
Sólido não cristalino que apresenta apenas ordenação atômica de curto
alcance.
• Composição Química
Principal óxido: SiO2 ; outros óxidos: CaO, Na2O, K2O e Al2O3.
• Material muito comum na vida cotidiana
Exemplos: embalagens, janelas, lentes, fibra de vidro.

14. • Os produtos de vidro são conformados (moldados) a quente, quando
o material está “fundido” (apresentando-se como um material de
elevada viscosidade, que pode ser deformado plasticamente sem se
romper).

15. Tipos de Vidros

16. Propriedades dos Vidros
• Não ocorre cristalização (ordenação dos íons em uma estrutura
cristalina) durante o resfriamento.
• Quando o líquido é resfriado, aumenta a sua viscosidade (e diminui o
seu volume) até que a viscosidade aumente tanto que o material
comece a apresentar o comportamento mecânico de um sólido.
• Não existe uma temperatura de fusão cristalina, mas uma
temperatura de transição vítrea ( Tg)

17. Volume específico em função da Temperatura

18. Cerâmicas de alta tecnologia
• Os processos de fabricação desses materiais podem diferir muito daqueles das cerâmicas tradicionais.
• As matérias primas são muito mais caras, porque tem qualidade muito melhor controlada (controle do nível de
impurezas é crítico).
• As aplicações são baseadas em propriedades mais específicas:
– Elétricas
• sensores de temperatura (NTC, PTC)
• ferroelétricos (capacitores, piezoelétricos)
• varistores (resistores não lineares)
• dielétricos (isolantes)
– Térmicas
– Químicas
• sensores de gases e vapores
– Magnéticas
– Ópticas
– Biológicas

20. Funções térmicas e mecânicas

21. Aplicações biológicas

22. Aplicações químicas

23. Aplicação na indústria aeroespacial
• Uma interessante aplicação que leva em conta as propriedades
térmicas das cerâmicas é o seu uso na indústria aeroespacial.
•
Temperatura °C*
Temperaturas de subida
Revestimento exterior com
fibra amorfas de sílica de alta dureza
Espessura: 1,27 – 8,89c