Questão 21 - Cite e explique as aplicações dos materiais cerâmicos.
Passo 1
O enunciado pede para citar e explicar as aplicações dos materiais cerâmicos. O conteúdo aqui é Ciência e Engenharia de Materiais, especificamente cerâmicas tradicionais e avançadas, e vamos organizar a resposta distinguindo categorias de aplicações (estrutural, funcional, biomédica, energia/ambiental).
Passo 2
Primeiro, definimos cerâmicas como materiais inorgânicos, não metálicos, tipicamente à base de óxidos (por exemplo,
,
), carbetos (
), nitretos (
) ou materiais compósitos cerâmicos. Classificam-se em:
– Cerâmicas tradicionais: refratários, porcelanas, ladrilhos.
– Cerâmicas avançadas (ou funcionais): destinadas a propriedades elétricas, magnéticas, químicas ou mecânicas específicas.
– Cerâmicas tradicionais: refratários, porcelanas, ladrilhos.
– Cerâmicas avançadas (ou funcionais): destinadas a propriedades elétricas, magnéticas, químicas ou mecânicas específicas.
Passo 3
Cerâmicas estruturais
Elas exploram alta dureza, resistência à compressão e estabilidade térmica. Aplicações típicas:
– Refratários para fornos industriais e revestimentos de usinas siderúrgicas.
– Componentes de motores (pistões e anéis de vedação cerâmicos) em aplicações automotivas de alta temperatura.
– Ferramentas de corte e abrasivos, usando carbetos ( ,
).
– Ladrilhos e revestimentos cerâmicos na construção civil pela durabilidade e isolamento.
Elas exploram alta dureza, resistência à compressão e estabilidade térmica. Aplicações típicas:
– Refratários para fornos industriais e revestimentos de usinas siderúrgicas.
– Componentes de motores (pistões e anéis de vedação cerâmicos) em aplicações automotivas de alta temperatura.
– Ferramentas de corte e abrasivos, usando carbetos (
– Ladrilhos e revestimentos cerâmicos na construção civil pela durabilidade e isolamento.
Passo 4
Cerâmicas funcionais
Aqui aproveita-se a resposta elétrica, magnética ou óptica:
– Capacitores e varistores cerâmicos à base de titanato de bário ( ) em eletrônica.
– Elementos piezoelétricos (sensores, atuadores e transdutores ultrassônicos).
– Memórias FRAM e componentes de micro-ondas usando ferritas magnéticas.
– Revestimentos dielétricos em cabos de alta tensão.
Aqui aproveita-se a resposta elétrica, magnética ou óptica:
– Capacitores e varistores cerâmicos à base de titanato de bário (
– Elementos piezoelétricos (sensores, atuadores e transdutores ultrassônicos).
– Memórias FRAM e componentes de micro-ondas usando ferritas magnéticas.
– Revestimentos dielétricos em cabos de alta tensão.
Passo 5
Cerâmicas biomédicas
A biocompatibilidade e a dureza tornam-nas úteis para implantes:
– Próteses ortopédicas de cerâmica de zircônia ( ) e alumina (
).
– Implantes dentários e ossos artificiais, aproveitando osteointegração e resistência ao desgaste.
– Recobrimentos bioativos (hidroxiapatita) que estimulam crescimento ósseo.
A biocompatibilidade e a dureza tornam-nas úteis para implantes:
– Próteses ortopédicas de cerâmica de zircônia (
– Implantes dentários e ossos artificiais, aproveitando osteointegração e resistência ao desgaste.
– Recobrimentos bioativos (hidroxiapatita) que estimulam crescimento ósseo.
Passo 6
Cerâmicas para energia e meio ambiente
A atividade química e a estabilidade térmica são essenciais:
– Eletrólitos sólidos em células a combustível de óxido sólido (SOFC), p.ex. -estabilizado
.
– Membranas cerâmicas para separação de gases (oxigênio, hidrogênio).
– Catalisadores e suportes cerâmicos em reatores e conversores automotivos.
– Sensores de gás e detectores de poluentes baseados em óxidos semicondutores (tinóxido, ).
A atividade química e a estabilidade térmica são essenciais:
– Eletrólitos sólidos em células a combustível de óxido sólido (SOFC), p.ex.
– Membranas cerâmicas para separação de gases (oxigênio, hidrogênio).
– Catalisadores e suportes cerâmicos em reatores e conversores automotivos.
– Sensores de gás e detectores de poluentes baseados em óxidos semicondutores (tinóxido,