Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

CaO) são encontradas neste sistema.
Figura 13.23 - Uma porção do diagrama de fases zircônia-cálcia; SS denota solução sólida.
(Adaptada a partir de "Stabilization of Zirconia with Calcia and Magnesia", por P.Duwez,F.Odell
and F.H.Brown,Jr.,J.Am.Ceram.Soc.,35,[5],109,(1952). Reimpresso por permissão da American
Ceramic Society).
Pode-se notar também a partir da Figura 13.23 que existem neste sistema fases tendo 3
diferentes estruturas cristalinas, isto é, tetragonal, monoclínica e cúbica. ZrO 2 pura experimenta uma
transformação tetragonal à monoclínica a 1000 o C (1832 o F). Uma relativamente grande mudança de
volume acompanha esta transformação, resultando na formação de trincas, que tornam o utensílio
cerâmico inútil. Êste problema foi superado pela "estabilização" da zircônia pela adição de 8 a 14%
em peso de CaO para formar a fase cúbica. Tanto no aquecimento quanto no resfriamento, esta fase
cúbica não experimenta nenhuma transição de fase e assim a resistência ao trincamento é
significativamente melhorada.
O Sistema SiO 2 -Al 2 O 3
Comercialmente, o sistema sílica-alumina é um importante uma vez que os principais constituintes de
muitos refratários cerâmicos são estes 2 materiais. Figura 13.24 mostra o diagrama de fases SiO 2 -
Al 2 O 3 . A forma polimórfica de sílica que é estável nestas temperaturas é denominada cristobalita,
cuja célula unitária é mostrada na Figura 13.12. Sílica e alumina não são mutuamente solúveis uma
na outra, o que é evidenciado pela ausência de soluções sólidas terminais em ambas as extremidades
do diagrama de fases. Também, pode ser notado que o composto intermediário mulita, 3Al 2 O 3 -
2SiO 2 , forma-se em composições de cerca de 72%em peso de Al 2 O 3 , que se funde
incongruentemente a 1828 o C (3322 o F). Existe um eutético único a 1587 o C (2890 o F) e 7,7%em
peso de Al 2 O 3 . Nas Seções 14.10 e 14.11, são discutidos materiais cerâmicos refratários, para os
quais sílica e alumina são os principais constituintes.
Figura 13.14 - O diagrama de fases sílica-alumina. (Adaptado a partir de I.A. Aksay e J.A. Pask,
Science, 183, 70,1974. Copyright 1974 por the AAAS.).
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Materiais cerâmicos são algo limitados em aplicabilidade por suas propriedades mecânicas, que em
muitos aspectos são inferiores àquelas de metais. A principal desvantagem é uma disposição à
fratura catastrófica de uma maneira frágil com muito pouca absorção energia.