Questão 20 - Explique como é o comportamento dos materiais cerâmicos no ensaio de compressão e o motivo de não serem adequados para o ensaio de tração.
Passo 1
O enunciado pede para entendermos como os cerâmicos se comportam quando submetidos a ensaio de compressão e por que eles não são indicados para ensaio de tração. O conteúdo é mecânica dos materiais, mais especificamente resistência à compressão versus tração em materiais frágil. Vamos usar conceitos de falha frágil, tolerância a defeitos e características geométricas dos corpos de prova.
Passo 2
Em um ensaio de compressão, aplicamos uma carga que gera tensões compressivas
no corpo de prova. Materiais cerâmicos têm alta resistência a compressão porque as microtrincas existentes tendem a se fechar sob carregamento compressivo, reduzindo a concentração de tensões. Assim, o cerâmico pode atingir valores elevados de
antes de fraturar. A ruptura, quando ocorre, é abrupta e sem deformação plástica significativa, caracterizando comportamento tipicamente frágil.
Passo 3
No ensaio de tração, impõe-se uma carga que gera tensões de tração
. Cerâmicos possuem baixíssima ductilidade e extrema sensibilidade a defeitos superficiais e internos. Em tração, qualquer microdefeito abre-se e concentra tensões, levando à fratura prematura e em pontos imprevisíveis (geralmente próximo às garras da máquina). Além disso, o alinhamento rigoroso e a geometria precisa do corpo de prova necessários para medir
de forma confiável são muito difíceis de produzir em cerâmicos sem induzir trincas. Por isso, o ensaio de tração costuma gerar resultados variáveis e sem repetibilidade.
Resposta
Materiais cerâmicos suportam muito bem esforços compressivos (
alto) porque suas microtrincas fecham-se e não há deformação plástica antes da fratura frágil. Já em tração, exibem baixíssima ductilidade e alta sensibilidade a defeitos, quebrando de forma prematura e imprevisível, o que impede obter medidas confiáveis de resistência à tração (
).