1. 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 l_{2}S i_{2} O_{5}(OH)₄), óxido de silício \mathrm{SiO_2} e feldspato (fonte de \mathrm{Al_2O_3} e álcalis). Após moldagem e queima em temperaturas entre 1000\circC e 1200\circC, 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 \mathrm{Al_2O_3}, zircônia estabilizada \mathrm{ZrO_2}, carboneto de silício \mathrm{SiC}, nitreto de silício \mathrm{Si_3N_4} e compostos à base de boro (por ex., \mathrm{BN}, \mathrm{B_4C}). Esses pós passam por etapas rigorosas de moagem, mistura e sinterização a temperaturas elevadas ( 1400\circC– 2200\circC), 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 1800\circC 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 \mathrm{Al_2O_3}, \mathrm{ZrO_2}, \mathrm{SiC}, \mathrm{Si_3N_4} etc., com porosidade muito baixa, dureza e resistência elevadas, estabilidade térmica/ química superior e aplicações de alta performance.

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