- Diferencie cerâmicas tradicionais de cerâmicas avançadas, destacando matérias-primas e propriedades.
Passo 1
O enunciado pede para diferenciar cerâmicas tradicionais de cerâmicas avançadas, destacando suas matérias-primas e propriedades. Este conteúdo pertence ao estudo de materiais cerâmicos em engenharia, onde precisamos entender a origem dos insumos e como eles influenciam o desempenho final.
Passo 2
Cerâmicas tradicionais são produzidas a partir de matérias-primas naturais e relativamente impuras, normalmente extraídas de argilas e rochas silicosas. Por exemplo, uma formulação típica inclui argila (principalmente caulinita, A
S
(OH)₄), óxido de silício
e feldspato (fonte de
e álcalis). Após moldagem e queima em temperaturas entre
C e
C, obtém-se peças cerâmicas com as seguintes características principais:
- alta porosidade (> 5 %), o que reduz a resistência mecânica e a densidade;
- baixa dureza relativa (indentação na faixa de 5–7 GPa);
- boa resistência à compressão, mas fracas em tração;
- isolantes térmico e elétrico;
- baixo custo de matéria-prima e processamento.
Passo 3
Cerâmicas avançadas são obtidas a partir de pós puros e sintéticos de átomos ou moléculas selecionadas, como alumina
, zircônia estabilizada
, carboneto de silício
, nitreto de silício
e compostos à base de boro (por ex.,
,
). Esses pós passam por etapas rigorosas de moagem, mistura e sinterização a temperaturas elevadas (
C–
C), gerando materiais com:
- densidade alta (próxima ao teórico) e porosidade < 1 %;
- dureza muito elevada (às vezes > 20 GPa);
- excelente resistência à abrasão e desgaste;
- estabilidade química e térmica até
C ou mais; - boas propriedades elétricas ou dielétricas controladas (por ex., cerâmicas piezoelétricas);
- biocompatibilidade (no caso de cerâmicas dentárias e ortopédicas).
Passo 4
Comparando as duas famílias, as cerâmicas tradicionais usam matérias-primas naturais e têm aplicações de menor exigência mecânica e térmica (tijolos, telhas, louças), enquanto as cerâmicas avançadas exigem pós de alta pureza e controle de microestrutura, resultando em materiais de alta performance para motores a jato, implantes biomédicos, componentes eletrônicos e ferramentas de corte.
Resposta
Cerâmicas tradicionais são feitas de argilas e minérios silicosos impuros, têm porosidade alta, resistência mecânica e térmica moderadas, e baixo custo. Cerâmicas avançadas empregam pós puros de
,
,
,
etc., com porosidade muito baixa, dureza e resistência elevadas, estabilidade térmica/ química superior e aplicações de alta performance.