PMT 2100 - Slide Aula 10 - 2008

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamentode EngenhariaMetalúrgicae de Materiais

PMT 2100 -IntroduçãoàCiênciados MateriaisparaEngenharia 2ºsemestrede 2008

PMT 2100 Introdução à Ciência dos Materiais para Engenharia EPUSP -2008

2 Roteiro da Aula

•Materiais Cerâmicos : principais propriedades e produtos

•Classificação dos Materiais Cerâmicos

•V idros

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3 MateriaisCerâmicos

•A característica comum a estes materiais é serem constituídos deelementos metálicos e elementos não metálicos, ligados por ligações de caráter misto, iônico-covalente .

•São geralmente isolantes elétricos, embora possam existir materiais cerâmicos semicondutores, condutores e até mesmo supercondutores(estes dois últimos, em faixas específicas de temperatura).

–Materiais Cerâmicos Tradicionais: cerâmicas estruturais, louças, refratários (provenientes principalmente de matérias-primas argilosas e de outros tipos de silicatos).

– Cimentos.

–Cerâmicas “Avançadas”: aplicações eletro-eletrônicas, térmicas, mecânicas, ópticas, químicas, bio-médicas.

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4 Estrutura dos Materiais Cerâmicos

•Em geral, a estrutura cristalina dos materiais cerâmicos é mais complexa que a dos metais, uma vez que eles são compostos pelo menos por dois elementos, em que cada tipo de átomo ocupa posições determinadas no reticulado cristalino.

Cerâmicas CristalinasVidros (Cerâmicas Não-Cristalinas)

Exemplo: Titanato

Material

Piezoel étrico Estrutura tipo

A m Bn X

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5 Estrutura dos Materiais Cerâmicos -Defeitos

Defeito de Frenkel

Defeito de Schottky

Lacuna aniônica Lacuna catiônica

Cátion intersticial

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6 Classificação dos Materiais Cerâmicos

Baseada na Aplicação

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7 Vidros

•Principal tipo de vidro : vidro de sílica

–Sólido não cristalino •que apresenta apenas ordenação atômica de curto alcance.

•Material muito comum na vida cotidiana –Exemplos: embalagens, janelas, lentes, fibra de vidro.

•Os produtos de vidro são conformados (moldados) a quente, quandoo material está “fundido” (apresentando-se como um material de elevada viscosidade, que pode ser deformado plasticamente sem se romper).

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8 Tipos de Vidros altadensidadee alto índicede refraçãolentes ópticas

(cal de soda)

Vitro- cerâm ica facilmentefabricado; resistente; resistea choques té r micos - usa dos em vidrarias para fornos

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9 Propriedades dos Vidros

•Não ocorre cristalização (ordenação dos íons em uma estrutura cristalina) durante o resfriamento.

•Quando o líquido é resfriado, aumenta a sua viscosidade (e diminui o seu volume) até que a viscosidade aumente tanto que o material comece a apresentar o comportamento mecânico de um sólido.

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10 Volume específico em função da temperatura

Tg⇒temperatura de transição vítrea

Tm⇒temperatura de fusão cristalina Temperatura

T g sólido amorfo

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