Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

sólido separadas por uma região bifásica sólido-líquido tendo a forma de uma lâmina. A solução
sólida Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 é uma solução sólida substitucional na qual Al 3+ substitui Cr 3+ e vice-versa. Ela
existe para todas as composições abaixo do ponto de fusão da Al 2 O 3 porquanto íons tanto de
alumínio quanto de cromo têm a mesma carga bem como raios iônicos similares ( 0,053 e 0,062 nm,
respectivamente). Além disto, tanto Al 2 O 3 quanto Cr 2 O 3 têm a mesma estrutura cristalina.
Figura 13.21 - Diagrama de fase de óxido de alumínio-óxido de cromo. (Adaptado a partir de E.N.
Bunting, "Phase Equilibria in the System Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 ", Bur. Standards J. Research, 6, 1931,
p.948).
O Sistema MgO-Al 2 O 3
O diagrama de fases para um sistema de óxido (Figura 13.22) é similar em muitos aspectos ao
diagrama chumbo-magnésio (Figura 9.16). Existe uma fase intermediária, ou melhor, um composto
chamado espinélio, que tem a fórmula química MgAl 2 O 4 (ou MgO-Al 2 O 3 ). Mesmo embora
espinélio seja um composto distinto [ de composição 50 mol% de Al 2 O 3 -50 mol% de MgO (73%
em peso de Al 2 O 3 -27%em peso de MgO)], êle é representado no diagrama de fases como um
campo monofásico em vez de uma linha vertical, como para Mg 2 Pb (Figura 9.16); isto é, existe uma
faixa de composições na faixa espinélio é um composto estável. O espinélio é não-estequiométrico
para composição outra que não 50 mol% Al 2 O 3 -50mol%MgO. Além disso, existe limitada
solubilidade de Al 2 O 3 em MgO abaixo de cerca de 1600 o C (2900 o F) na extremidade esquerda da
Figura 13.22, que é devida principalmente à diferença em carga e raios dos íons Mg 2+ e Al 3+ (0,072
versus 0,053 nm). Pelas mesmas razões, MgO é virtualmente insolúvel em Al 2 O 3 , como evidenciado
por uma ausência de uma solução sólida terminal no lado direito do diagrama de fases. Também,
são encontrados 2 eutéticos, um em cada lado do campo da fase espinélio e espinélio
estequiométrico se funde congruentemente ao redor de 2100 o C (3800 o F).
Figura 13.22 - O diagrama de fases óxido de magnésio-óxido de alumínio; SS denota solução
sólida. (Adaptadoa partir de A.M.Alper, R.N. McNally, P.H. Ribbe e R.C. Doman, "The System
MgO-MgAl 2 O 4 ", J.Am.Ceram.Soc., 45,1962,p.264; e D.M.Roy,R.Roy e E.F. Osborn, "The
System MgO-Al 2 O 3 -H 2 O and Influence of Carbonate and Nitrate Ions on the Phase Equilibria",
Am. J.Sci. , 251, 1953, p.341).
O Sistema ZrO2-CaO
Um outro importante sistema cerâmico binário é aquele do óxido de zircônio (zirconia) e óxido de
cálcio (cálcia); uma porção deste diagrama está mostrada na Figura 13.23. O eixo horizontal se
estende apenas até cerca de 31% em peso de CaO (50 mol% de CaO), composição na qual o
composto ZrCaO 3 se forma. Vale a pena notar que as reações eutética (2280 o C e 24,5% em peso
de CaO), eutetóide (940 o C e 6,3%em peso de CaO) e peritética (2560 o C e 7,7% em peso de