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 1\mum) 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

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