Comente pelo menos duas formas que existem para aumentar a tenacidade de um material cerâmico, ou seja, formas de tenacificação de um material frágil? (1,0)

Passo 1

O enunciado pede para comentarmos pelo menos duas técnicas usadas para aumentar a tenacidade (resistência à fratura) de materiais cerâmicos, que por natureza são frágeis. O tema envolve estratégias de tenacificação de cerâmicas, geralmente baseadas em introduzir mecanismos que dificultem o crescimento de trincas.

Passo 2

Reforço por fases dispersas (whiskers, fibras ou partículas)
  • A ideia é introduzir na matriz cerâmica uma segunda fase (por exemplo, whiskers de SiC, fibras de carbono ou partículas duras) de modo a criar barreiras físicas ao avanço de trincas.
  • Quando uma trinca atinge uma partícula ou fibra, ela pode desviar de direção, bifurcar-se ou até “pinchar” a fibra antes de romper, consumindo mais energia de fratura.
  • Esse mecanismo de desvio e “bridging” (pontes de material ainda íntegro entre as faces da trinca) aumenta significativamente a tenacidade.

Passo 3

Tenacificação por transformação de fase (toughening por mudança de estrutura cristalina)
  • Um exemplo clássico é a adição de ZrO2 estabilizada em uma matriz de alumina.
  • Quando a trinca se propaga, a tensão na ponta da trinca induz localmente a transformação de fase tetragonal to monoclínica do ZrO2 .
  • Essa transformação volumétrica gera tensões de compressão na vizinhança da trinca, fechando-a parcialmente e exigindo mais energia para que ela continue a crescer.

Resposta

1. Reforço por fases dispersas (whiskers, fibras ou partículas) que desviam e “atram” as trincas.
2. Tenacificação por transformação de fase (ex.: ZrO2 em matriz de alumina), gerando tensões de compressão na ponta de trinca.

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