Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

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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
de testes de flexão transversais até à fratura. Qualquer deformação plástica de cerâmicas cristalinas é um resultado do movimento de discordâncias; a fragilidade destes materiais é, em parte, explicada pelo limitado número de operáveis sistemas de escorregamento. O modo de deformação plástica para materiais monocristalinos é por escoamento viscoso; uma resistência de material à deformação é expressa como viscosidade. À temperatura ambiente, a viscosidade de muitas cerâmicas não cristalinas é extremamente alta. Em adição à sua inerente fragilidade, materiais cerâmicos são distintivamente duros. Também, desde que estes materiais são frequentemente utilizados a elevadas temperaturas e sob cargas aplicadas, características de fluência são importantes. TERMOS E CONCEITOS IMPORTANTES Ânion defeito Frenkel Estequiometria Cátion módulo de ruptura posição tetraédrica estrutura de defeito posição octaédrica viscosidade Eletroneutralidade defeito Schottky REFERÊNCIAS BERGERON, C.G. and S.H. RISBUD, Introduction to Phase Equilibria in Ceramics, American Ceramic Society, Columbus, OH, 1984. BUDWORTH,D.W., An Introduction to Ceramic Science, Pergamon Press, Oxford, 1970. CHARLES,R.J.,"The Nature of Glasses", Scientific American,Vol.217, No.3, September 1967, pp.126-136. GILMAN,J.J., "The Nature ofCeramics", Scientific American, Vol.217, No.3, September 1967,pp.112-124.
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O campo de saturação ou magnetiza
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permissividade elétrica de um vác
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Figura 22.11 Diagrama esquemático
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