15-17 Quais são as características mais importantes das cera. micas sinterizadas?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as características mais importantes das cerâmicas sinterizadas. Este é um exercício de Engenharia de Materiais que envolve o processo de sinterização e suas consequências sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e químicas do material.
Passo 2
Durante a sinterização, partículas cerâmicas são unidas por difusão sólida a altas temperaturas abaixo do ponto de fusão. Esse processo reduz a porosidade, aumenta a densidade relativa (tipicamente acima de
) e define o tamanho médio de grão e o formato dos poros residuais, elementos que controlam as demais propriedades finais.
Passo 3
As propriedades mecânicas resultantes incluem alta dureza (medida em
), elevado módulo de elasticidade (
), alta resistência à compressão e ao desgaste por abrasão, mas baixa tenacidade à fratura (
), conferindo fragilidade característica. A resistência à tração e à flexão depende do grau de sinterização e da microestrutura.
Passo 4
No aspecto térmico, cerâmicas sinterizadas suportam temperaturas elevadas devido ao alto ponto de fusão e exibem boa resistência a choques térmicos. Apresentam baixo coeficiente de expansão térmica (
), garantindo estabilidade dimensional, e sua condutividade térmica (
) varia conforme o tipo de cerâmica, sendo alta em materiais oxinitretos e baixa em isolantes puros.
Passo 5
Em relação às propriedades elétricas, a maioria das cerâmicas sinterizadas é isolante, com alta rigidez dielétrica e baixa condutividade elétrica. Algumas, como as piezoelétricas (por exemplo, PZT), têm constante dielétrica elevada e exibem efeitos piezo e piroelétrico dependendo da dopagem e da orientação dos grãos.
Passo 6
Quimicamente, essas cerâmicas são inertes, exibindo excelente resistência à corrosão, oxidação e ataques químicos de ácidos e bases. Também apresentam alta resistência ao desgaste por abrasão, o que as torna úteis em ambientes agressivos.
Passo 7
Do ponto de vista tecnológico, cerâmicas sinterizadas oferecem estabilidade dimensional, compatibilidade térmica com outros materiais em componentes híbridos e permitem a fabricação de geometrias complexas por moldagem e pós-processamento, embora requeiram controle de anisotropias e tensões residuais.
Resposta
As características mais importantes das cerâmicas sinterizadas são:
– Microestrutura densa e controlada (baixa porosidade, alta densidade relativa, grãos bem definidos).
– Propriedades mecânicas: elevada dureza ( ), alto módulo de elasticidade (
), alta resistência à compressão e baixa tenacidade à fratura (
).
– Propriedades térmicas: alta resistência a temperaturas elevadas e choques térmicos, baixo coeficiente de expansão térmica ( ), condutividade térmica (
) ajustável.
– Propriedades elétricas: isolante com alta rigidez dielétrica ou, em cerâmicas piezoelétricas, constante dielétrica elevada.
– Resistência química e ao desgaste: inércia a ácidos e bases, alta resistência à abrasão.
– Estabilidade dimensional e possibilidade de peças complexas, com necessidade de controle de anisotropias e tensões residuais.
– Microestrutura densa e controlada (baixa porosidade, alta densidade relativa, grãos bem definidos).
– Propriedades mecânicas: elevada dureza (
– Propriedades térmicas: alta resistência a temperaturas elevadas e choques térmicos, baixo coeficiente de expansão térmica (
– Propriedades elétricas: isolante com alta rigidez dielétrica ou, em cerâmicas piezoelétricas, constante dielétrica elevada.
– Resistência química e ao desgaste: inércia a ácidos e bases, alta resistência à abrasão.
– Estabilidade dimensional e possibilidade de peças complexas, com necessidade de controle de anisotropias e tensões residuais.