15-11 Materiais cerâmicos podem apresentar comportamento superplástico ou são sempre frágeis? Justifique.

Passo 1

O enunciado pergunta se cerâmicos são sempre frágeis ou se, em certas condições, podem exibir comportamento superplástico. O conteúdo envolve a relação entre microestrutura, ligações químicas e mecanismos de deformação em materiais cerâmicos.

Passo 2

Cerâmicos típicos apresentam ligações iônicas ou covalentes muito fortes, que dificultam a movimentação de discordâncias. Como resultado, à temperatura ambiente não há deformação plástica significativa: ao atingir a resistência à fratura, eles se rompem de modo frágil, sem estriar ou alongar consideravelmente.

Passo 3

Entretanto, superplasticidade decorre de deslizamento por contornos de grão ativado por difusão, que exige duas condições principais:
  1. Grãos muito finos (tipicamente abaixo de 1 mum).
  2. Temperaturas elevadas, próximas a um fração significativa da temperatura de fusão (por exemplo T>0,5,Tm).
    Sob tais condições, cerâmicos finos podem acomodar grandes deformações por deslizamento de contorno de grão, atingindo alongamentos acima de 200%.

Passo 4

De modo prático, cerâmicos como zircônia estabilizada (Y-TZP) ou alumina ultrafina mostram superplasticidade a temperaturas em torno de 1200 1500,^circC. Nessas faixas, os contornos de grão atuam como canais de difusão e permitem o fluxo contínuo, em vez de fratura súbita.

Resposta

Cerâmicos não são sempre frágeis: se sua microestrutura tiver grãos ultrafinos e forem aquecidos a altas temperaturas (próximas a 0,5,Tm ou mais), eles podem exibir comportamento superplástico por deslizamento ao longo de contornos de grão.

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