Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

intencional de tensões superficiais residuais compressivas. Isto pode ser realizado por um processo
de tratamento térmico denominado revenimento térmico. Com esta técnica, a vidraria é aquecida
até uma temperatura acima da região de transição vítrea porém abaixo do ponto de amolecimento.
Ela é a seguir resfriada até a temperatura ambiente num jato de ar ou, em alguns casos, num banho
de óleo. As tensões residuais surgem das diferenças nas taxas de resfriamento para as regiões da
superfície e do interior. Inicialmente, superfície se resfria mais rapidamente e, uma vez trazidas até
uma temperatura abaixo do ponto de deformação, se tornam rígidas. Neste momento, o interior,
tendo se resfriado menos rapidamente, estará numa temperatura maior (acima do ponto de
deformação) e, portanto, se encontra ainda plástico. Com o continuado resfriamento, o interior tenta
contrair-se num grau maior do que permite o exterior agora rígido. Assim, o interior tende a puxar o
exterior para dentro, ou a impor tensões radiais para dentro. Como uma consequência, após a peça
de vidro ter-se resfriado até a temperatura ambiente, ela sofre tensões compressivas na superfície,
com tensões de tração nas regiões do interior. A distribuição de tensão à temperatura ambiente ao
longo de uma seção reta de uma placa de vidro está representada esquematicamente na Figura 14.7.
Figura 14.7 - Distribuição de tensão residual à temperatura ambiente ao longo da seção reta de uma
placa de vidro revenida. (de W.D. Kingery, H.K. Bowen, and D.R. Uhlmann, Introduction to
Ceramics, 2a. Edição, Copyright 1976 por John Wiley & Sons, New York. Reimpresso por
permissão de John Wiley & Sons, Inc.
A falha de materiais cerâmicos quase sempre resulta a partir de uma trinca que é iniciada
na superfície por uma aplicada tensão de tração. Para causar fratura de uma peça de vidro revenida,
a magnitude de uma tensão de tração externamente aplicada deve ser grande suficiente para
primeiro superar a tensão superficial compressiva residual e, em adição, tensionar a superfície em
tração suficientemente para iniciar a trinca, que pode se propagar a seguir. Para um vidro não
revenido, uma trinca será introduzida num nível de tensão externa menor e, consequentemente, a
resistência à fratura será menor.
Vidro revenido é usado para aplicações nas quais alta resistência mecânica é importante;
estas incluem portas grandes, parabrisa de automóvel e lentes de óculos.
14.5 - VITRO-CERÂMICAS
Muitos vidros inorgânicos podem ser feito para transformar de um estado não-cristalino
para um que seja cristalino pelo apropriado tratamento térmico a alta temperatura. Este processo,
chamado devitrificação, ordinariamente é evitado porque vidro devitrificado,sendo policristalino,
não é transparente. Também, tensões podem ser introduzidas como um resultado de mudanças de
volume que acompanham a transformação, fornecendo um produto material relativamente fraco.
Todavia, para alguns vidros esta transformação de devitrificação pode ser administrada na extensão
na qual é produzido um material finamente granulado que é livre de tensões residuais; um tal
produto é denominado vitro-cerâmica. Um agente nucleante (frequentemente dióxido de titânio)
deve ser adicionado para induzir o processo de cristalização ou de devitrificação. Características
desejáveis de vitro-cerâmica incluem um baixo coeficiente de expansão térmica, tal que o utensílio
de vitro-cerâmica não experimenta choque térmico; em adição, resistências mecânicas e