À medida que o mundo avança rumo ao desenvolvimento, a inovação está em toda parte. Com a introdução de métodos avançados de processamento, um tipo especial de cerâmica agora prevalece nas indústrias. Neste artigo exclusivo, discutiremos o tipo de cerâmica mais exigente e único, que nada mais é do que a Cerâmica Técnica.
O que são cerâmicas técnicas?
Cerâmicas técnicas são tipos avançados de cerâmicas conhecidas por vários nomes. São conhecidas como cerâmicas avançadas ou cerâmica de engenharia, no mercado. Alguns fabricantes também utilizam os termos cerâmica de alto desempenho e cerâmica de precisão. Independentemente do termo utilizado, todos se referem à mesma coisa.
Cerâmicas técnicas são definidas como materiais cerâmicos inorgânicos. São tipos avançados de cerâmica, compostos por elementos únicos, incluindo O2 (Oxigênio) e AI (Alumínio). Possuem as mais elevadas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas. Essas propriedades podem ser controladas pela adição de outros elementos secundários. A combinação de suas propriedades térmicas e físicas as torna a melhor escolha para produtos onde outras alternativas falham.
São fabricadas com materiais sintéticos ou de fórmula natural. As cerâmicas técnicas são chamadas de cerâmicas avançadas porque os ingredientes necessários no processo de fabricação são altamente purificados. Os ingredientes são cuidadosamente refinados para controlar o formato e o tamanho das partículas. São utilizadas em diversas indústrias para a fabricação de uma variedade de produtos utilizados em nosso dia a dia.
Categorização de materiais de cerâmica técnica:
Cerâmicas avançadas, técnicas ou de alto desempenho podem ser classificadas nos seguintes tipos:
- Material composto: inclui material reforçado com fibras, combinação de não óxidos, óxidos e outros materiais, bem como material reforçado com partículas.
- Óxidos: Inclui elementos como Zr, Be, Al2O3, etc.
- Não óxidos: nitretos, carbonetos, etc. se enquadram na categoria de não óxidos.
Por que as cerâmicas avançadas são tão populares?
Sem dúvida, à medida que o mundo avança em direção ao desenvolvimento, a demanda e o escopo das cerâmicas técnicas ou cerâmicas de engenharia também aumentam. Definidas como materiais policristalinos, elas estão se tornando muito populares em todo o mundo.
A primeira razão pela qual eles são procurados é porque estão abrindo novas oportunidades para diversas aplicações, como engenharia mecânica e de plantas, fabricação automotiva, fundições, eletrônica, fabricação têxtil e tecnologia médica.
Além disso, as exigências dos consumidores em diversos setores evoluem rapidamente de um ano para o outro. Por isso, diversos engenheiros e construtores preferem materiais avançados e de alta qualidade, como a cerâmica técnica, para atender a todas as suas demandas e requisitos. Além de ser utilizada nos campos mencionados, a cerâmica técnica também se estende às indústrias de nanotecnologia e óptica.
Por fim, a demanda por cerâmicas técnicas ou de precisão está aumentando em diversos setores, devido à sua alta personalização. Cerâmicas de precisão de alta qualidade, fabricadas por empresas profissionais, estão substituindo materiais comuns em diversas aplicações.
Anteriormente, as empresas utilizavam o método ordinário materiais refratários e polímeros, mas agora estão migrando amplamente para cerâmicas técnicas.
Quais são as propriedades importantes dos materiais cerâmicos técnicos?
Algumas propriedades importantes das cerâmicas técnicas estão listadas abaixo:
●Resistência à compressão
Quando comprimidas, as cerâmicas técnicas apresentam resistência excepcionalmente alta. Elas podem suportar cargas elevadas, no mínimo, de 4000 MPa (MPa significa Megapascal). No entanto, quando comparadas com outros materiais, como zircônio ou titânio, é possível imaginar a resistência das cerâmicas técnicas.
●Resistência ao desgaste
Tipos avançados de cerâmica de precisão ou técnica também podem suportar altas temperaturas. Além de suportar altas temperaturas, elas também mantêm suas propriedades mecânicas e elétricas com eficácia. É por isso que as cerâmicas técnicas são usadas em inúmeras aplicações com alta ejeção de calor. Exemplos incluem ferramentas de corte, fornos e motores a jato.
●Dureza
Sem dúvida, a cerâmica técnica conquistou o coração dos usuários de alto padrão devido à sua alta rigidez e excelente dureza. Os fabricantes estão mudando sua prioridade para a cerâmica técnica porque este material exclusivo é 4 vezes mais duro do que o aço inoxidável.
●Densidade
Cerâmicas técnicas têm densidades que variam de 2 g/cm³. Devido à sua baixa densidade, as cerâmicas técnicas são preferidas a outros materiais para diversas aplicações. Como você sabe, baixa densidade contribui para baixo peso. Quanto menor a densidade, menor será o peso da substância.
●Capacidade de Temperatura
De acordo com dados, vários tipos de cerâmicas avançadas podem suportar temperaturas superiores a 1750 °C (3182 °F). Por suportarem altas temperaturas, elas se enquadram na categoria de materiais de ultra-alta temperatura. Devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas, podem ser utilizadas em diversos motores, turbinas e rolamentos.
●Resistente à corrosão
Sem dúvida, as cerâmicas técnicas são materiais quimicamente estáveis. Mas por quê? A resposta está em suas ligações químicas. Na maioria dos materiais cerâmicos técnicos (especialmente óxidos), as ligações iônicas são dominantes, o que torna o material rico em propriedades resistentes à corrosão.
●Condutividade térmica ou isolamento
Cerâmicas técnicas podem apresentar diferentes propriedades de condutividade térmica ou isolamento. Essas propriedades dependem da composição química do material. Por exemplo, alguns tipos de cerâmicas técnicas apresentam propriedades superiores de condutividade térmica. Esses produtos são ideais para dissipadores ou trocadores de calor.
Por outro lado, alguns produtos cerâmicos técnicos possuem propriedades isolantes. Em suma, os cerâmicos técnicos são altamente flexíveis/personalizáveis.
Outras propriedades importantes incluem biocompatibilidade, resistência à flexão, metalização, piezoeletricidade e dinâmica, resistência a choques térmicos e flutuações, etc.
Diferença entre cerâmica técnica e cerâmica tradicional
Agora que exploramos suas propriedades únicas, vamos ver como esses materiais avançados diferem das cerâmicas tradicionais. Os usos e processos de fabricação desses dois tipos de cerâmica são muito diferentes, e cada um tem suas próprias vantagens. A seguir, exploraremos as diferenças entre eles com mais detalhes.
1. Composição:
A principal diferença entre cerâmica técnica e cerâmica tradicional é a composição. Os materiais da fórmula da cerâmica técnica são principalmente vários carbonetos, óxidos e nitretos, como óxido de alumínio, nitreto de silício, carboneto de silício, etc., além de conter muitos materiais sintéticos.
A fabricação e o processamento da cerâmica tradicional utilizam diferentes tipos de matérias-primas (como: sílica, argila e feldspato).
2. Desempenho:
Outra grande diferença entre cerâmicas técnicas e tradicionais é o desempenho. As cerâmicas tradicionais são usadas em aplicações limitadas, como, por exemplo, isolamentos elétricos de médio alcance. Mas por que elas são usadas em processos de médio alcance e não em tarefas de alto desempenho?
Isso ocorre porque as cerâmicas tradicionais geralmente apresentam dureza baixa a média. Além de baixa dureza, elas também apresentam baixa resistência e baixo equilíbrio térmico. Por outro lado, devido às suas propriedades únicas, as cerâmicas técnicas são projetadas para aplicações exigentes.
3. Processamento:
Por fim, as cerâmicas avançadas diferem significativamente das convencionais em termos de processamento. As cerâmicas tradicionais são tipicamente moldadas usando métodos básicos como fundição e, em seguida, queimadas em altas temperaturas para finalizar sua forma. Em contraste, as cerâmicas de alto desempenho exigem técnicas especializadas. Esses métodos variam de acordo com o setor, com abordagens comuns incluindo usinagem de precisão e compactação de pó.
Conclusão:
Cerâmicas técnicas são consideradas objetos inorgânicos não metálicos. Sem dúvida, a aplicação dessas cerâmicas avançadas em diversas indústrias cresce a cada dia. Graças às suas propriedades únicas, elas são muito procuradas em todo o mundo. Fabricantes e usuários de alto nível as utilizam para substituir materiais comumente utilizados devido às suas propriedades únicas.