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Impurezas em Cerâmicas
Átomos de impureza podem formar soluções sólidas em materiais cerâmicos do mesmo modo que
êles fazem em metais. Soluções sólidas dos tipos tanto substitucional quanto intersticial são
possíveis. Para o tipo intersticial, o raio iônico da impureza deve ser relativamente pequeno em
comparação com o ânion. De vez que existem tanto ânions quanto cátions, uma impureza
substitucional substituirá o íons hospedeiro ao qual é o mais similar no sentido elétrico: se o átomo
de impureza normalmente forma um cátion num material cerâmico, êle muito provavelmente
substituirá o cátion hospedeiro. Por exemplo, em cloreto de sódio, íons impureza Ca 2+ e O 2- muito
provavelmente substituiria os íons Na + e Cl - , respectivamente. Representações esquemáticas para
cátion e ânion substitucionais bem como impurezas intersticiais estão mostradas na Figura 13.20.
Para encontrar qualquer apreciável solubilidade sólida de átomos de impureza substitucionais, o
tamanho iônico e a carga iônica deveríam ser aproximadamente iguais àqueles de íons hospedeiros.
Para um íon impureza tendo uma carga diferente daquele do íon hospedeiro ao qual êle substitui, o
cristal deve compensar esta diferença em carga de maneira que a eletroneutralidade seja mantida no
sólido. Um meio de realizar isto é pela formação de defeitos de rede - vacâncias ou intersticiais de
ambos os tipos de íons, como discutido acima.
Figura 13.20 - Representação esquemática de átomos de impureza intersticiais, ânion-substitucional
e cátion-substitucional num composto iônico. (Adaptado a partir de W.G. Moffatt, G.W. Pearsall, e
J.Wulff, The Structure and Properties of Materials, Vol.I, Structure, p.78. Copyright 1964 por
John Wiley & Sons,New York, Reimpresso por permissão de John Wiley & Sons, Inc.).
PROBLEMA EXEMPLO 13.4
13.5 - DIAGRAMAS DE FASES CERÂMICAS
Diagramas de fases têm sido experimentalmente determinadas para um grande número de sistemas
cerâmicos. Para diagramas de fases binários ou bi-componentes, é frequentemente o caso em que
os 2 componentes são compostos que compartilham um elemento comum, às vezes oxigênio. Estes
diagramas podem ter configurações similares a sistemas metal-metal e elas são interpretadas do
mesmo modo. Para uma revisão da interpretação de diagramas de fases, o leitor deve se dirigir à
Seção 9.6.
O Sistema Al 2 O 3 -Cr 2 O 3
Um dos relativamente simples diagramas de fases cerâmicas é aquele encontrado no sistema óxido
de alumínio-óxido de cromo, Figura 13.21. Êste diagrama tem a mesma forma daquela do diagrama
de fase isomorfa cobre-níquel (Figura 9.2a), consistindo de regiões de um único líquidoe um únido