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:
- Grãos muito finos (tipicamente abaixo de
). - Temperaturas elevadas, próximas a um fração significativa da temperatura de fusão (por exemplo
).
Sob tais condições, cerâmicos finos podem acomodar grandes deformações por deslizamento de contorno de grão, atingindo alongamentos acima de.
Passo 4
De modo prático, cerâmicos como zircônia estabilizada (Y-TZP) ou alumina ultrafina mostram superplasticidade a temperaturas em torno de
–
. 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
ou mais), eles podem exibir comportamento superplástico por deslizamento ao longo de contornos de grão.