Comente pelo menos duas formas que existem para aumentar a tenacidade de um material cerâmico, ou seja, formas de tenacificação de um material frágil?
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
estabilizada em uma matriz de alumina. - Quando a trinca se propaga, a tensão na ponta da trinca induz localmente a transformação de fase tetragonal
monoclínica do . - Essa transformação volumétrica gera tensões de compressão na vizinhança da trinca, fechando-a parcialmente e exigindo mais energia para que ela continue a crescer.