Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

uma ação abrasiva ou moedora é requerida; de fato, os materiais mais duros conhecidos são
cerâmicos. Uma listagem de um número de diferentes materiais de acordo com a dureza Knoop
está contida na Tabela 13.5. Apenas cerâmicas tendo dureza Knoop de cerca de 1000 ou maior
são utilizadas por causa de suas características abrasivas.
Tabela 13.5 - Dureza Knoop Aproximada (100g decarga) para Sete Materiais Cerâmicos.
Fluência
Às vezes materiais cerâmicos experimentam deformação de fluência como um resultado de
exposição a tensões (usualmente compressivas) a elevadas temperaturas. Em geral, o
comportamenento de fluência tempo-deformação de cerâmicas é similar àquele dos metais (Seção
8.13); entretanto, fluência ocorre em temperaturas maiores em cerâmicas. Testes compressivos de
fluência a alta temperatura são conduzidos em materiais cerâmicos para determinar deformação de
fluência como uma função da temperatura e do nível de tensão.
SUMÁRIO
Ambos os estados cristalino e não-cristalino são possíveis em cerâmicas. Uma vez que estes
materiais são compostos de cátions e ânions eletricamente carregados, a estrutura cristalina é
determinada pela magnitude da carga e o raio de cada tipo de íon. Algumas das estruturas
cristalinas mais simples são descritas em termos de célula unitária;várias destas foram discutidas
(estruturas de sal de rocha, cloreto de césio, blenda de zinco, diamante cúbico, grafita, fluorita,
perovskita e espinélio).
Para os silicatos, estrutura é mais convenientemente representada por meio de tetraédros
SiO 4 4- interconectantes. Estruturas relativamente complexas podem resultar quando outros cátions
(por exemplo Ca 2+ , Mg 2+ , Al 3+ ) e ânions (por exemplo, OH - ) são adicionados. As estruturas de
sílica (SiO 2 ),vidro de sílica e vários silicatos simples e em camadas foram apresentadas.
Em relação aos defeitos de ponto atômicos, intersticiais e vacâncias para cada tipo de
ânion e cátion são possíveis. Estas imperfeições às vezes ocorrem aos pares como defeitos de
Frenkel e Schottky para assegurar que a eletroneutralidade do cristal seja mantida. Adição de
átomos de impureza pode resultar na formação de soluções sólidas substitucionais ou intersticiais.
Qualquer desbalanceamento de carga criado por íons impureza pode ser compensado pela geração
de vacâncias ou intersticiais do íon hospedeiro.
Diagramas de fase para sistemas Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 , MgO-Al 2 O 3 , ZrO 2 -CaO e SiO 2 -Al 2 O 3
foram discutidos. Estes diagramas são especialmente úteis no assessamento do desempenho de alta
temperatura de materiais cerâmicos.
À temperatura ambiente, virtualmente todas as cerâmicas são frágeis. Microtrincas, cuja
presença é muito difícil de controlar, resultam em amplificação de tensões de tração aplicadas e
respondem por relativamente baixas resistências à fratura (módulos de ruptura). Esta amplificação
não ocorrecom cargas compressivas e, consequentemente, cerâmicas são mais fortes em
compressão. Resistências representativas de materiais cerâmicos são determinadas pela realização