Materiais como o carbeto de sílico (SiC) e o Si \mathrm{N}_{4} são empregados como abrasivos em operações de desbaste e polimento. Justifique a escolha desses materiais para esse tipo de aplicação.

Passo 1

O enunciado pede para justificar por que materiais como o carbeto de silício e o nitreto de silício ( \mathrm{Si_3N_4}) são escolhidos como abrasivos em desbaste e polimento. O conteúdo envolve propriedades de materiais cerâmicos, em especial dureza, estabilidade térmica e resistência química, que precisamos relacionar ao desempenho como abrasivo.

Passo 2

Cerâmicas abrasivas devem riscar ou desgastar a peça-alvo, logo precisam ter dureza maior que a do material a ser removido. O carbeto de silício apresenta dureza próxima a 9,5 na escala de Mohs e o nitreto de silício tem dureza ao redor de 8,5–9, em virtude de ligações covalentes fortes entre Si e C ou entre Si e N. Essa elevada dureza permite que o grão abrasivo penetre e remova material de superfícies mais macias.

Passo 3

Durante o desbaste e polimento há geração de calor por atrito. Ambos os cerâmicos têm elevado ponto de fusão — aproximadamente 2730\,^\circ\mathrm{C} para \mathrm{SiC} e 1900\,^\circ\mathrm{C} para \mathrm{Si_3N_4} — e boa condutividade térmica, o que evita que o abrasivo se deforme ou funda localmente, mantendo a aresta de corte afiada e a eficiência de remoção de material.

Passo 4

A estabilidade química desses materiais em contato com óleos de corte, água e a maior parte dos metais e ligas impede que ocorram reações de corrosão ou contaminação da peça. Assim, o abrasivo não se desgasta quimicamente nem deixa resíduos que prejudiquem o acabamento superficial.

Passo 5

A resistência mecânica — incluindo boa tenacidade ao fraturar em partículas pequenas e afiadas — garante que, à medida que as arestas do grão se desgastam, novas arestas surgem, mantendo o poder de corte. Essa autorrefrescância do abrasivo prolonga sua vida útil e melhora o rendimento do processo.

Resposta

Materiais como \mathrm{SiC} e \mathrm{Si_3N_4} são escolhidos como abrasivos porque apresentam (1) dureza muito alta para riscar e desgastar superfícies, (2) elevada estabilidade térmica que resiste às temperaturas de atrito, (3) resistência química que evita corrosão ou contaminação e (4) tenacidade suficiente para fraturar em arestas afiadas que se mantêm ativas, garantindo eficiência e longa vida útil no desbaste e polimento.

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