CERÂMICA: TIPOS, CARACTERÍSTICAS E USOS

Introdução

As cerâmicas são compostos inorgânicos não metálicos e podem ser classificadas em dois tipos principais, conhecidos como cerâmicas tradicionais ou avançadas. A diferença entre cerâmicas tradicionais e avançadas reside principalmente na sua origem e disponibilidade. substratos cerâmicos ocorrem geralmente na natureza, enquanto cerâmicas avançadas são produzidas por síntese química.

Natureza da cerâmica

É importante saber que as cerâmicas são estáveis em condições de temperaturas muito altas e possuem baixo dinamismo térmico. No entanto, são bastante frágeis quando comparadas aos metais. Outras propriedades únicas dos materiais cerâmicos, que se aplicam tanto às cerâmicas tradicionais quanto às avançadas, incluem resistência à corrosão, dureza extrema e bom isolamento elétrico.

Tipos de cerâmica

Convencionalmente, as cerâmicas são classificadas como Cerâmicas Tradicionais e Avançadas. Ambas são identificadas com base em sua forma, cor e natureza. É fácil nomear e identificar diferentes variantes de cerâmica tradicional. As cerâmicas avançadas, por outro lado, exigem especialistas como nós para identificá-las, prepará-las e também para usos altamente especializados.

Cerâmica tradicional

As cerâmicas tradicionais são feitas de matérias-primas naturais. Seus elementos constituintes são derivados da argila e de materiais feldspatos, encontrados em depósitos minerais. Como você sabe, a argila é um subproduto da erosão de rochas ígneas, enquanto o feldspato é um subproduto da erosão de granitos.

A produção de cerâmica tradicional remonta à antiguidade. Os materiais compósitos eram submetidos a calor para obter resistência e durabilidade. A presença de sílica na cerâmica tradicional fornece cargas que sustentam e preparam os produtos cerâmicos tradicionais para o processo de cozimento. Por exemplo, nossos utensílios de cozinha às vezes são feitos de compósitos de argila e palha.

FIG. 1: Um bloco de mineral de argila (composto de argila, feldspato e silicato).

Após a moldagem, os objetos são deixados para secar – a água é removida deles. Este é o método de secagem. Por fim, os produtos de argila seca são colocados em fornos a altas temperaturas. Essa alta temperatura altera a estrutura física e química dos produtos, conferindo-lhes atributos únicos de resistência, durabilidade e estabilidade.

A resistência das cerâmicas tradicionais está diretamente relacionada à presença de sílica na areia de quartzo. Elas tendem a reter a estrutura interna, suas ligações e composição, mesmo após serem processadas em produtos finais. Em outras palavras, a composição estrutural dos produtos cerâmicos tradicionais acabados não difere das matérias-primas iniciais.

Tipos de cerâmica tradicional

O tipos de cerâmica tradicional são abrasivos. refratários, argila estrutural, cerâmica branca, tijolos e telhas, e cimento.

• Abrasivos: São substâncias duras que têm a capacidade de quebrar materiais mais fracos. Alguns deles são usados em nossas casas como desinfetantes e abrasivos.

• Refratários: Referem-se a produtos que suportam temperaturas muito altas. Por exemplo, são usados para revestir fornos e estufas em metalúrgicas, pois suportam temperaturas muito altas.

• Produtos estruturais de argila: são projetados exclusivamente para fins de construção, como em nossos edifícios, pavimentação, caminhos de drenagem, telhas e pisos.

• Louças brancas: são caracteristicamente brancas e brilhantes. Exemplos disso são louças sanitárias, como pias de banheiros, implantes dentários e azulejos de terracota.

• Tijolos e telhas: materiais de construção padronizados usados na construção dos nossos espaços de convivência.

• Cimento: São partículas finas que, quando adicionadas à água, fornecem bons materiais de ligação usados na construção de edifícios.

Usos da cerâmica tradicional

Os usos da cerâmica tradicional emanam dos próprios produtos. Estes abrangem desde a estética, passando pela fabricação, construção e utilidade. Portanto, discutiremos os usos da cerâmica tradicional sob essas categorias identificadas.

1. Cerâmica tradicional estética

As cerâmicas tradicionais estéticas são elaboradas para refletir a cultura e história de um povo. Suas características também refletem a dimensão geográfica e cultural do ceramista. Os desenhos nos produtos transmitem tendências, arte e cultura da sociedade, proporcionando uma representação visual da nossa história. É o fator histórico que confere valor estético aos produtos cerâmicos tradicionais.

Itens ou produtos desta categoria incluem porcelana. A porcelana é uma bela cerâmica tradicional que se apresenta em diversos formatos, cores e tamanhos. Algumas delas vêm na forma de potes usados para preparar alimentos. Outras vêm na forma de xícaras de chá e pratos para comer. No entanto, o uso mais comum da porcelana é para adornar nossas casas com flores.

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G 2: Xícara de porcelana chinesa decorada, produzida com materiais cerâmicos tradicionais.

2. Os tijolos usados na construção de casas, cercas e meios-fios são de origem cerâmica tradicional. São preparados pela combinação de xisto, argila e areia finamente moídos e selecionados. Esses materiais básicos são misturados com água para adquirir uma consistência que lhes permita moldar-se. Em seguida, os tijolos são secos e utilizados conforme necessário.

3. Curiosamente, os moldes utilizados na indústria metalúrgica são outra forma de cerâmica tradicional. Isso ocorre porque os constituintes básicos da cerâmica tradicional lhes conferem a capacidade de suportar altas temperaturas. O processo de queima pelo qual a cerâmica tradicional passa para endurecê-la também a prepara para suportar temperaturas muito altas.

CERÂMICA AVANÇADA

Cerâmicas avançadas são materiais inorgânicos e não metálicos que foram aprimorados em forma, estrutura e tipo em relação às cerâmicas tradicionais. A aplicação de tecnologia moderna e inovadora possibilitou preparação de pó cerâmico de estruturas simples e básicas a formas avançadas. Por isso, são consideradas cerâmicas de alto desempenho,

Cerâmicas avançadas exigem alta expertise e conhecimento técnico tanto para serem produzidas quanto para serem processadas. Ao contrário das cerâmicas tradicionais, as matérias-primas pulverulentas precursoras não são manipuladas mecanicamente. O pó é primeiramente densificado através da sinterização processo. Este processo envolve sinterização em estado sólido ou sinterização líquida.

Na sinterização em estado sólido, materiais pulverulentos básicos são aquecidos até que seus elementos se elevem até a nuca do perímetro entre duas partículas de pó. O aquecimento contínuo do pó leva à fusão dos elementos das duas partículas, fechando os poros e formando uma ligação.

No processo de sinterização em estado líquido, um reativo químico é introduzido no pó da matéria-prima básica. O efeito do produto químico desencadeia a liberação de líquido das partículas de pó. Eventualmente, o líquido vaporiza, deixando para trás substâncias cristalinas.

Tipos de cerâmica avançada

a, O zircônio é usado na forma de pó ou cristalino como óxido de zircônio. Possui estrutura cristalina monoclínica à temperatura ambiente e estrutura cúbica ou tetraédrica em altas temperaturas. O processo de produção de Cerâmica de zircônia é muito difícil e caro. Requer, em particular, corte a laser, além de técnicas de alta precisão.

b. O nitreto de alumínio é produzido pela nitrificação direta do alumínio ou pela síntese de alumínio e nitrogênio. É composto por estruturas cristalinas simples e possui alta expansividade térmica e alta condutividade. Os substratos cerâmicos de alumínio são altamente resistentes à corrosão, mas dissolvem-se lentamente em soluções ácidas minerais e alcalinas fortes.

c. O nitreto de boro é uma substância sintética produzida a partir de nitrogênio e boro. O produto resultante apresenta-se em duas formas cristalinas: cristais hexagonais de nitreto de boro ou cristais cúbicos de nitreto de boro. Esta cerâmica avançada possui alta capacidade térmica e condutiva, sendo dura como o diamante.

d. O óxido de berílio é sintetizado por meio da redução carbotérmica de materiais ou da precipitação de materiais que contêm berílio.

e. O carboneto de silício é derivado de um mineral raro conhecido como moissanita ou da síntese de silício e carbono. O composto é muito útil como cerâmica industrial, especialmente na produção de cerâmicas semicondutoras.

Usos de Cerâmicas Avançadas

Cerâmicas avançadas são quimicamente inertes, e essa característica melhora seu uso em circunstâncias muito especializadas e importantes, como a seguir:

1. Engenharia aeroespacial: Substratos cerâmicos avançados são utilizados na produção de peças de aeronaves. Eles conferem resistência e durabilidade às peças. Oferecemos revestimentos padronizados para suas peças de aviação, o que garantirá a durabilidade da sua aeronave.

2. Aplicações médicas: Implantes como os dentários e de perna são feitos de cerâmica avançada. Cerâmicas avançadas têm a propriedade de serem altamente toleráveis e adaptadas ao tecido da pele humana, não sendo rejeitadas pelo tecido corporal. Da mesma forma, substratos cerâmicos avançados são usados em óptica médica e tubos de raios X.

FIG 3: Implante médico produzido com materiais cerâmicos avançados

3. Preparação cosmética: Substratos cerâmicos avançados dão um brilho polido e suave aos pós cosméticos quando são usados na preparação cosmética.

4. Equipamentos balísticos: A característica de tração dos materiais cerâmicos avançados resulta na produção de balas, bem como de materiais à prova de balas.

5. Equipamentos eletrônicos e acústicos: Substratos cerâmicos avançados são bons semicondutores de eletricidade. Eles têm uso especializado em aparelhos de radiofrequência e micro-ondas. Portanto, são utilizados na produção de aparelhos elétricos e de alta tensão especializados.

6. Cerâmicas avançadas são úteis para a formação de lâminas e outros instrumentos de corte. O fato de não serem facilmente corroídos ou desgastados torna os materiais de corte duráveis, mesmo com o uso regular.

7. Os materiais de carboneto de silício são muito adequados para uso cosmético. Isso se deve à sua semelhança com os diamantes. Como os diamantes são caros, esta é uma opção mais barata para atender às suas necessidades cosméticas.

CONCLUSÃO

Entendemos muito bem como a estrutura interna e a composição das matérias-primas determinam o produto final. Por isso, somos muito cuidadosos em preparação de matéria-prima e também garantir que inspeção é feito em cada etapa do nosso processo de produção.

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