Quais são as propriedades que são melhoradas nas vitrocerâmicas, em comparação com os vidros que as originou?
Passo 1
O enunciado pergunta quais propriedades das vitrocerâmicas ficam melhores em relação aos vidros de partida. O conteúdo aqui é Ciência dos Materiais, em especial a relação entre microestrutura (cristalização controlada de um vidro) e propriedades resultantes. Para resolver, vamos ver como a introdução de fases cristalinas em matriz vítrea altera diferentes características.
Passo 2
Na fabricação de vitrocerâmicas faz-se uma nucleação e crescimento de pequenos cristais (típicos diâmetros menores que
m) dentro do vidro. Isso gera uma microestrutura bicontínua: uma matriz amorfa (vítrea) com dispersion de cristais finos. Essa microestrutura heterogênea será a base das melhorias.
Passo 3
Mecanicamente, a dispersão de cristais promove mecanismos de pinning e desvio de trincas, aumentando:
- a tenacidade à fratura (resistência à propagação de fissuras);
- a resistência mecânica geral (maior carga de ruptura);
- a microdureza dos corpos de prova.
Passo 4
Termicamente, a presença de fases cristalinas selecionadas possibilita:
- reduzir o coeficiente de expansão térmica médio;
- melhorar a resistência ao choque térmico (menor propensão a trincas quando há variação brusca de temperatura);
- ampliar a estabilidade dimensional em altas temperaturas.
Passo 5
Quimicamente e superficialmente, os cristais podem ser mais estáveis a ataques de ácidos ou bases, o que resulta em:
- maior resistência química (menor corrosão/vetoração iônica);
- melhor resistência à abrasão e ao desgaste superficial.
Passo 6
Em certos sistemas também se consegue:
- controle de transparência ou opacidade (ajuste do tamanho e fração de fase cristalina);
- aumento do módulo de elasticidade (rigidez);
- redução de tensões internas residuais, melhorando a durabilidade no uso prático.
Resposta
As principais propriedades melhoradas nas vitrocerâmicas em comparação aos vidros de origem são:
- Maior tenacidade à fratura e resistência mecânica
- Aumento de dureza e resistência à abrasão
- Melhora significativa na resistência ao choque térmico
- Redução do coeficiente de expansão térmica e maior estabilidade térmica
- Maior resistência química e durabilidade frente a corrosão
- Possibilidade de ajuste de transparência/opacidade
- Aumento do módulo de elasticidade e redução de tensões internas