Cerâmicas técnicas suportam temperaturas mais altas. Os materiais resistentes ao calor Os materiais utilizados em sua fabricação os tornam extremamente duráveis. Eles ajudam a lançar produtos de alto desempenho no mercado. As propriedades competitivas da cerâmica técnica incluem extrema dureza e resistência, excelente resistência ao calor e propriedades elétricas competitivas. Isso auxilia na otimização de processos em diversos campos.
Propriedades Térmicas da Cerâmica
Capacidade de calor da cerâmica: O calor específico é o potencial de um material com peso unitário em quilogramas para alterar sua temperatura em 1°C. O material não deve sofrer transição de fase. O calor específico da cerâmica é geralmente menor do que o do concreto e dos sais fundidos. Isso significa que a cerâmica requer mais energia para elevar sua temperatura.
Resistência ao calor da cerâmica é uma propriedade crucial do material cerâmico para suportar altas temperaturas. Também dá uma ideia clara da temperatura na qual a cerâmica derrete.
Condutividade térmica da cerâmica Refere-se à eficiência do material cerâmico em conduzir energia térmica. A condutividade térmica é uma função da composição cerâmica, da porosidade e da presença de impurezas. Cerâmicas podem ser usadas como isolantes térmicos se a condutividade térmica for baixa. Por outro lado, ladrilhos cerâmicos com boa condutividade térmica são usados para aquecimento de piso.
A cerâmica é resistente ao calor?
As cerâmicas são geralmente materiais resistentes ao calor. O limite de temperatura da cerâmica é na faixa de 1000 a 1600 °C ou acima. São conhecidos por sua temperatura de fusão mais alta. No entanto, cerâmicas sob flutuações repentinas de temperatura ou tensões mecânicas sofrem rachaduras. Os fenômenos são resultado de expansão térmica repentina. Os vários tipos de cerâmica resistente ao calor são:
◼️ Cerâmica tradicional: Isso inclui cerâmicas como tijolos e telhas, usadas para operação em altas temperaturas e produzidas de forma convencional. São usadas principalmente na fabricação de telhas de barro, utensílios de mesa, abrasivos e revestimentos refratários.
◼️ Técnico ou Cerâmica Avançada: São feitos de compostos inorgânicos de alta pureza por processos de fabricação especializados. Possuem propriedades superiores, como condutividade, permeabilidade e magnetismo, e são empregados em aplicações especializadas. Com base na aplicação de calor, as subcategorias são as seguintes.
- Cerâmica fina: São cerâmicas avançadas que oferecem maior resistência ao calor do que as cerâmicas convencionais. Um exemplo é a cerâmica de alumina, que suporta temperaturas de 2000 °C.
- Cerâmica de alta temperatura: São um tipo de cerâmica refratária que resiste a altas temperaturas.
- Cerâmica de ultra-alta temperatura: A cerâmica de ultra-alta temperatura é uma subdivisão da cerâmica de alta temperatura. Ela é capaz de suportar temperaturas extremamente altas, acima de 2000 °C. A cerâmica de ultra-alta temperatura possui alta condutividade térmica e é resistente a choques térmicos. Ela também apresenta estabilidade estrutural superior.
- Revestimentos cerâmicos: Revestimentos cerâmicos são usados para proteger materiais propensos a aquecimento excessivo. São utilizados em componentes de motores ou escapamentos.
Limite de temperatura da cerâmica
Em que temperatura a cerâmica derrete?
Identificar o contexto de uso é muito importante ao lidar com materiais cerâmicos. As cerâmicas são conhecidas por sua resistência ao calor. Elas possuem fortes ligações iônicas ou covalentes, mais fortes do que metais ou polímeros. A maioria das cerâmicas tem pontos de fusão elevados. Temperatura de fusão da cerâmica pode ser tão baixa quanto 800 graus C até tão alta quanto 3000 graus C.
Quão quente a cerâmica pode ficar antes de quebrar? é uma preocupação geral ao escolher cerâmica para qualquer aplicação diária. A temperatura na qual a cerâmica quebra depende do tipo utilizado e do contexto de uso. Por exemplo, cerâmicas convencionais, como tijolos ou ladrilhos, podem rachar se houver uma mudança repentina de temperatura. Um exemplo é colocar uma panela quente sobre um ladrilho frio.
A porcelana é resistente ao calor?
A porcelana é um tipo de material cerâmico feito a partir do aquecimento de caulinite a uma temperatura de 1200 a 1400 graus. A resistência e a translucidez da porcelana devem-se à formação de mulita em temperaturas mais altas. Este processo é conhecido como vitrificação. A porcelana é usada na fabricação de utensílios de mesa, como tigelas de cerâmica resistentes ao calor, itens decorativos e isolantes. A porcelana é basicamente de três tipos principais: porcelana bone china, porcelana de pasta dura e porcelana de pasta macia. A resistência ao calor da porcelana é de cerca de 1200 a 2000 graus Celsius. A porcelana é adequada para aplicações quentes em cozinhas ou banheiros.
Comparação das propriedades térmicas do vidro e da cerâmica
Vidro e cerâmica apresentam propriedades térmicas muito diferentes devido às suas diferenças estruturais.
O vidro é um arranjo atômico amorfo com baixa condutividade térmica, o que o torna um isolante térmico muito eficaz. Essa propriedade, combinada com sua alta resistividade, o torna ideal para aplicações como vidros de janelas, vidrarias de laboratório e isolamento térmico. No entanto, o vidro é suscetível a choques térmicos sob mudanças bruscas de temperatura.
Em contraste, as cerâmicas são materiais cristalinos com maior estabilidade térmica. Suas fortes ligações iônicas/covalentes as tornam excelentes para choques térmicos sustentados, tornando-as uma escolha mais adequada para ambientes de alta temperatura (como revestimentos de fornos ou componentes de motores). Embora as cerâmicas sejam geralmente mais frágeis que o vidro, sua superior resistência ao desgaste e opacidade ampliam ainda mais sua utilidade em aplicações termicamente exigentes.
Cerâmica Técnica
As cerâmicas técnicas, também conhecidas como cerâmicas avançadas, são elaboradas por Fabricantes de LCD ou fabricantes de semicondutores para atender às necessidades específicas da indústria. Podem substituir metais, cerâmicas e polímeros em aplicações industriais. Seu alto desempenho se deve à sua extrema pureza com óxidos, carbonetos e nitretos.
Por que as cerâmicas técnicas são altamente resistentes ao calor?
As cerâmicas técnicas são resistentes ao calor. As razões subjacentes para essa resistência ao calor são as seguintes:
Dilatação térmica da cerâmica: A expansão térmica representa qualquer alteração na área, volume, estrutura ou quaisquer outras propriedades de um material em relação ao calor. A resistência ao calor da cerâmica técnica se deve ao seu baixo coeficiente de expansão térmica.
Baixa condutividade térmica da cerâmica: cerâmicas técnicas têm baixa condutividade térmica, pois a energia se move lentamente através delas.
Capacitância térmica: A capacitância térmica vem com a capacidade de preservar o calor sem qualquer aumento perceptível de temperatura.
Conclusão
Em comparação com materiais tradicionais como aço, plásticos, polímeros e outros itens de engenharia, as cerâmicas técnicas modernas oferecem qualidades materiais superiores. Isso as torna ideais para aplicações que exigem resistência ao rasgo, maior durabilidade e resistência elétrica e térmica. A cerâmica técnica deve sempre ser considerada para aprimoramento e otimização de processos multidimensionais.