Universidade Federal de Goiás

Escola de Engenharia Civil

Ciência dos Materiais

Alunas: Alessandra Ferreira

Bruna PetroneJanaína RibeiroPriscylla FerreiraTássia MeloValéria OliveiraUlliana Sampaio

Profº: Enio Pazini

Cerâmica → keramikos → Coisa queimada

Compreendem os materiais inorgânicos, não metálicos, obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas , com características e propriedades específicas, adequadas à fabricação do produto desejado

Grande diferença em características físicas com os metais, sendo utilizados em diferentes aplicações → completa um ao outro e também aos polimeros

Matéria-prima: importante para que o produto a ser obtido tenha as propriedades desejadas. São selecionadas e submetidas a uma série de operações, sendo que, pelo menos em uma delas, ocorre tratamento térmico em temperaturas elevadas → verificar alterações

Método de fabricação: possuem temperaturas de fusão relativamente elevadas → fundição impraticável Altas temperaturas → causam tensões Melhor: retirar água de forma gradual e lenta

Naturais → utilizadas como extraídas da natureza ou que foram submetidas a algum tratamento físico para eliminação de impurezas indesejáveis, ou seja, sem alterar a composição química e mineralógica dos componentes principais

Sintéticas → são aquelas que individualmente ou em mistura foram submetidas a um tratamento térmico, que pode ser calcinação, sinterização, fusão e fusão/redução e as produzidas por processos químicos

AgalmatolitoAndalusitaArgilaBauxitoCalcitaCaulimCianitaCromitaDolomitaFeldspato

Filitos CerâmicosGrafitaMagnesitaMateriais FundentesPirofilitaQuartzoSilimanitaTalcoWollastonitaZirconita

Material natural, de textura terrosa e granulação fina

Constituída de argilominerais, podendo conter outros minerais que não são argilominerais (quartzo, mica, pirita, hematita, etc), matéria orgânica e outras impurezas.

Argilominerais → dá plasticidade, resistência mecânica a úmido, retração linear de secagem, compactação, tixotropia e viscosidade de suspensões aquosas

Explicam sua grande variedade de aplicações tecnológicas

Cerâmica e outras áreas tecnológicas

Quase todos segmentos das cerâmicas tradicionais → total ou parcial composição das massas

Mais adequados:produtos de cerâmica vermelhamateriais refratárioscerâmica branca materiais de revestimento

Formado por caulinitaCor branca ou quase branca, devida ao baixo teor de

ferroPode ser utilizado para adição ou substituição das argilas

plásticasÉ um dos mais importantes e provavelmente um dos seis

minerais mais abundantes do topo da crosta terrestreAplicações: indústria de papel e na composição das

pastas cerâmicasEm menor escala → materiais refratários, plásticos,

tintas, adesivos, cimentos, inseticidas, catalisadores, gesso, auxiliares de filtração, detergentes e abrasivos, além de cargas e enchimentos para diversas finalidades

Série de alumino-silicatos alcalinos ou alcalinos terrosos

Mistura em diversas proporções de alumino-silicatos de potássio, de sódio, de cálcio, de lítio e de bário e de césio

Na indústria de cerâmicas, os mais utilizados são: aluminios silicatos de potássio e de sódio → temperatura de fusão baixa e assim → emprego como geradores de “massa vítrea” nas massas cerâmicas e nos vidrados

Aplicações: Fabricação de vidro, fritas, esmaltes (vidrados), placas cerâmicas, isoladores elétricos de porcelana, louça de mesa e louça sanitária

Materiais com elevado teor de álcalis (K2O e Na2O) que, quando presentes em uma composição cerâmica, reduzem a temperatura de queima e a porosidade do produto

Feldspato e o filito → fundentes mais tradicionaisEm estudo: fonolito e rochas potássicas

Condições importantes para produtos de cerâmica vermelha, cerâmica branca e materiais de revestimento → → abaixam o custo→ reduzem a absorção de água → aumentam a resistência mecânica

Uma das formas cristalinas da sílica (SiO2),

sendo as outras duas a cristobalita e a tridimitaÉ estável abaixo de 870 ºC, apresentando-se em

variedades cristalinas como quartzo hialino, ametista, quartzo leitoso, esfumaçado, etc.

Depósitos de quartzo: seixos, cascalhos, arenitos e quartzitos

Areia → Composta por quartzo. É o produto da deposição dos resíduos de desagregação, apresentando partículas de dimensões de 2 a 0,06 mm

Arenito → rocha formada pela compactação de sedimentos arenosos e quartzito

Cristobalita e a tridimita → raras na naturezaPodem ser obtidas pelo tratamento térmico do

quartzo, em temperaturas e levadas e sob condições especiais

Aplicações: cerâmica branca e de materiais de revestimento, isolantes térmicos , vidros, esmaltes e materiais refratários

AluminaAlumina Calcinada

para CerâmicaAlumina

Eletrofundida Marrom

Alumina Eletrofundida Branca

Alumina TabularCarbeto de Silício

Cimento AluminosoEspinélioMagnésiaMulita SintéticaMulita – ZircôniaÓxido de ZincoSílica Ativa

CARACTERÍSTICAS:Baixo custoBoas propriedades mecânicasExcelente resitividade elétrica e dielétricaResistente à ação química Aplicações: isoladores elétricos, aplicações

aeroespaciais, componentes resistentes à abrasão,….

Trata-se o bauxito com hidróxido de sódio em tanques pressurizados e aquecidos a 145 ºC (digestores), resultando uma solução de aluminato de sódio e uma lama vermelha insolúvel, onde se concentram as impurezas.

A lama vermelha é decantada e filtrada e a solução de aluminato de sódio é nucleada com cristais de gibbsita e resfriada, obtendo dessa forma a gibbsita (Al2O3.3H2O).

A gibbsita é calcinada em fornos rotativos à temperatura de aproximadamente 1000 ºCGrande parte da alumina produzida por esse processo

destina-se à produção de alumínio metálico. Esta alumina é constituída de óxido de alumínio alfa, algumas fases de transição e um pouco de gibbsita; sua aplicação em cerâmica é restrita

Devido o processamento Bayer de aluminia ser restrito, fez-se modificações para obtenção de formas úteis para a indústria cerâmica, obtendo assim, outras aluminias

Por exemplo: alteração no tratamento térmico

É uma importante matéria-prima para a indústria de refratários, sendo usada na forma de sinter e de grãos eletrofundidos. As principais fontes para obtenção destes materiais é a magnesita natural (MgCO3) e o óxido de magnésio obtido de água do mar ou salmoura pela precipitação do hidróxido de magnésio.

Os produtos a base de magnésia, em suas várias formas e composições, têm inúmeras aplicações e em diversos setores, tais como siderurgia, cobre, cal, cimento e vidro

Produto resultante do processo de fabricação de ferro-silício ou de silício metálico. Para obtenção destes utilizam-se como matérias-primas o quartzo (SiO2) e fontes de carbono

Aplicações: concretos refratários convencionais, concretos refratários de baixo teor de cimento, concretos refratários de ultra baixo teor de cimento, concreto de fluência livre

Ligações Químicas

As ligações químicas tem forte influência sobre diversas

propriedades dos materiaisOs elétrons de valência (do último

nível) são os que participam das ligações químicas.

Os átomos buscam a configuração mais estável dos gases nobres (com 2 ou 8 elétrons)

Dependendo da energia envolvida na ligação elas podem ser divididas em:

Fortes Fracas

Classificação de acordo com a natureza da ligação química

● Metais:– ocorre entre dois átomos de metais.

• Polímeros:• Formado por elementos leves com ligações ao longo da cadeia de natureza covalente e, portanto, forte

• Ligação entre as cadeias do polímero é fraca

• Semicondutores:• Ligações covalentes

• Cerâmicas (Isolantes inorgânicos):• Ligações iônicas e/ou covalentes

Alta condutividade elétrica e térmica: Cerâmicos são isolantes pois não possuem elétrons livres na ligação química.

Permitem grande deformação plástica pois as ligações são móveis ou seja não são rígidas como as iônicas e as covalentes. Os materiais cerâmicos são frágeis pois as ligações são rígidas.

Quanto maior a energia envolvida na ligação química há uma tendência de:

Maior ser o ponto de fusão do compostoMaior a resistência mecânicaMaior a durezaMaior o módulo de elasticidadeMaior a estabilidade químicaMenor a dilatação térmica

As ligações iônicas conferem aos materiais cerâmicos uma estabilidade relativamente alta.

Possuem uma temperatura de fusão, em média superior à dos metais e materiais orgânicos.

São também mais duros e mais resistentes à alteração química.

Quando sólidos, são usualmente isolantes.

São também mais duros e mais resistentes à alteração química.

Quando sólidos, são usualmente isolantes.

Para ocorrer ligação iônica:Diferença “grande” entre as energias de

ligação dos elétrons de valência dos elementos constituintes do sólido

– Materiais contendo elemento dos grupos IA e IIA com não metais dos grupos VIA e VIIA

Em temperaturas elevadas, em virtude da maior energia térmica, conduzem a eletricidade, porém, de forma muito menos intensa que os metais.

Ocorre entre elementos metálicos e não-metálicos.

Requer grande diferença de eletronegatividade entre os elementos.

Cada espécie deve se ligar com pelo menos dois vizinhos (do contrário só formam gases) Ex: O2,HF...)

Exemplos importantes: semicondutores e silicatos

– Silicatos: Si em hibridização sp3 se liga a 4 vizinhos

As cerâmicas ligadas predominantemente por ligações covalentes são tipicamente duras e de alta resistência apresentando altos pontos de fusão. Como essas ligações são direcionais, apresentam em geral menores densidades e menores expansões térmicas que os compostos iônicos, para pesos moleculares equivalentes.

Os materiais cerâmicos formados dos grupos IA (Li, Na,K, etc...) e o VII A (F, Cl, Br, etc...) são de caráter muito iônico mas com baixa força entre as ligações químicas, caracterizando compostos de baixo ponto de fusão(para o grupo dos cerâmicos), baixa dureza, resistência e módulo de elasticidade e grande expansão térmica.

Já os materiais cerâmicos formados a partir de elementos de grupos de maior valência como Mg+2 Al+3 Zr+4 possuem ligações de caráter menos iônico mas com alta força nas ligações gerando compostos de alto ponto de fusão, resistência mecânica,dureza etc...

As ligações nos materiais cerâmicos podem apresentar maior ou menor caráter iônico ou covalente, dependendo do grau de direcionalidade das ligações.Quanto maior for a separação tanto vertical como horizontal na tabela periódica maior a diferença na eletronegatividade e mais iônica será a ligação.

Possuem brilho metálico, como os elétrons são muito móveis trocam de nível energético com facilidade emitindo fótons

São sempre opacos: pela mesma razão acima mas nesse caso absorvendo a luz incidente. Já os cerâmicos podem ser transparentes.

O acúmulo de elétrons entre os centros dos átomos diminui o caráter iônico, influenciando nas propriedades desses materiais

% de caráter iônico = {1-exp[-(0,25)(XA-XB)2]} .100

Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos, não metálicos, formados por elementos metálicos e não metálicos, ligados quimicamente entre si fundamentalmente por ligações iônicas e/ou covalentes.

Exemplos:Carbonetos: carboneto de silício – SiC;Nitretos: nitreto de silício - Si3N4;Óxidos: alumina - Al2O3;Silicatos: silicato de zircónio - ZrSiO4;etc.

Devido à existência de planos de deslizamento independentes, ligações iônicas e/ou covalentes e ordem a longa distância, os cerâmicos são materiais duros e frágeis com pouca tenacidade e ductilidade, sendo a ruptura o mecanismo mais comum para a maioria dos materiais cerâmicos.

Como os materiais cerâmicos são geralmente não-dúcteis, suas características de resistência mecânica diferem bastante das dos metais.

Um material cerâmico não-dúctil é muito resistente à compressão porque ele não se rompe por deslizamento, e, portanto, o comportamento à compressão está diretamente relacionado às suas forças interatômicas.

As ligações interatômicas fortes dos materiais cerâmicos garantem, simultaneamente, dureza e refratariedade.

A dureza de um material é geralmente indicada por uma de duas escalas:A escala Mohs, que concerne à dureza dinâmica,

ou a dureza de corte, e ordena os materiais segundo os resultados obtidos quando o material mais mole riscado por outro mais duro.

A escala Knoop, que baseia-se no grau de penetração de um material mole por um material mais duro; é somente um teste estático.

Ambos os ensaios, embora intimamente relacionados, não apresentam correlação perfeita.

A escala de Mohs é um índice de dureza simples e grandemente empregado, porém não satisfatória para medir a dureza dos materiais cerâmicos abrasivos, pois todos eles possuem valores de dureza iguais ou superiores a 9.

A escala Knoop é um pouco mais quantitativa, pois apresenta números disponíveis para estabelecer uma gradação de dureza.

Outra característica importante é a ausência de elétrons livres nos cerâmicos, o que os torna bons isolantes térmicos e elétricos.

Suas temperaturas de fusão bastante elevadas e grande estabilidade química lhes confere, também, uma boa resistência à corrosão.

Os materiais cerâmicos são geralmente divididos em dois grandes grupos: os cerâmicos tradicionais e os cerâmicos técnicos.

Normalmente, os cerâmicos tradicionais são obtidos a partir de três componentes básicos:ArgilaSílicaFeldspato

As telhas, tijolos, a porcelana, louça sanitária e moldações cerâmicas são exemplos de aplicação deste grupo de materiais.

As microestruturas destes materiais são, em geral, polifásicas, pelo que as suas propriedades dependem fortemente das porcentagens das diferentes fases, assim como da sua forma e distribuição.

Deve referir-se que a preparação de amostras cerâmicas para análise materialográfica exige a utilização de técnicas adequadas, uma vez que a sua elevada dureza e fragilidade tende a originar elevadas taxas de arrancamento dos grãos durante o polimento.

Ao contrário dos cerâmicos tradicionais, os cerâmicos técnicos são geralmente formados por compostos puros, ou quase puros, tal como:Óxido de alumínioÓxido de zircónioCarboneto de silícioNitreto de silício

Como exemplos de aplicação destes cerâmicos podem-se citar a utilização de zircónia em facas;

O carboneto de silício em anilhas;

A alumina em painéis de fornos, parafusos e invólucros cilíndricos de lâmpadas de alta intensidade.

Lâmpada de iluminação com invólucro interior em alumina.

O conjunto da lâmpada é fechado em vácuo com um invólucro de vidro, que protege da oxidação todo o metal existente no interior.

O vidro à prova de choque - bala, pode ser incluído no grupo do mecanismo com ligações de partículas (neste caso um filme) dúcteis.

Entre as 4 placas de vidro temperado foram colocadas várias camadas de película de PVB (poli

vinil butiral), as quais são responsáveis por

absorção de uma grande quantidade

de energia.

Em cerâmicos transformáveis a tenacidade pode ser aumentada por transformação alotrópica.

Este fenômeno tem sido explorado, com bastante sucesso, na zircónia. A zircónia pura sofre uma transformação martensítica com a passagem da estrutura tetragonal para monoclínica.

Esquema domecanismo deaumento detenacidade numcerâmico duplex,utilizandoaglomerados departículas dezircónia.

Cerâmica VermelhaMateriais de Revestimento (Placas Cerâmicas)Cerâmica BrancaMateriais RefratáriosIsolantes TérmicosFritas e CorantesAbrasivosVidroCimentoCalCerâmica de Alta Tecnologia/Cerâmica Avançada

HistóriaA Revolução Industrial trouxe a produção em massa de

tijolos. As pequenas oficinas que produziam tijolos desapareceram para dar lugar a grandes fábricas, com fornos enormes, que tornavam a produção de tijolos mais rápida e barata. O uso do tijolo foi generalizado; por toda a Europa apareciavam novas fábricas que precisavam de ser erguidas e a indústria dos tijolos expandiu-se largamente.

Características do Tijolos- Cerâmico- Avermelhado- Paralelepípedo - Construção civil - Maciço ou furado

Processo De Fabricação de Tijolos

Os tijolos podem ser fabricados ou feitos a partir de :

- Argila;- Argila xistosa; - Silicato de cálcio ou cimento;- Cinzas volantes;

Tipos de Tijolos- Maciço: tipo de tijolo sem espaços vazios. - Burro: tipo de tijolo maciço com dimensões:0,23 x 0,11 x 0,07 m,

o que lhe permite ser disposto de várias formas, dando origem a vários tipos de aparelhos.

-

Processo De Fabricação de Tijolos

- Manual ou tosco: é moldado manualmente.

- Furado

- Oco: é atravessado interiormente por canais longitudinais ou transversais

Processo De Fabricação de Tijolos

Processo De Fabricação de Tijolos

Extração da argila

↓

Caixão alimentador

↓

Desintegrador

↓

Laminador

↓

Maromba

↓

Cortador

↓

Barracão

↓

Estufa

↓

Forno

↓

Carregamento

Figura 1: Fluxograma do processo de fabricação de tijolos

Extração da argila- A argila é extraída, normalmente do fundo de

um rio próximo ao local de fabricação, esta passa por uma fase de apodrecimento ou purificação; nesta fase, o objetivo é livrar a argila de impurezas e substâncias estranhas.

Processo De Fabricação de Tijolos

Logo após, a argila vai ser preparada, amassada com água e triturada em uma máquina, conhecida como maromba.

Figura 1: Caixão alimentador

Processo De Fabricação de Tijolos

Em seguida, a argila passa por uma esteira que a levará até o desintegrador.

Figura 2: Desintegrador

Processo De Fabricação de Tijolos

Processo De Fabricação de Tijolos

Laminador: Laminar a argila seca.

Figura 3: Laminador

Processo De Fabricação de Tijolos

Maromba: Molhar e misturar a argila.

Figura 4: Maromba

Processo De Fabricação de Tijolos

Processo De Fabricação de Tijolos

Cortador: Padronização do tamanho dos tijolos

Figura 5: Cortador

Processo De Fabricação de Tijolos

Carrinhos:

Figura 11: Carrinhos

Processo De Fabricação de Tijolos

Barracão: para firmar o tijolo

Figura 6: Barracão

Processo De Fabricação de Tijolos

Estufa: Puxa o calor do forno e joga para a estufa

Figura 7: Estufa

Processo De Fabricação de Tijolos

Figura 8 :Estufa

Processo De Fabricação de Tijolos

Forno:

Figura 9: Fornos

Processo De Fabricação de Tijolos

Queima:

Figura 10: Fornos

Processo De Fabricação de Tijolos

Portas:

Figura 10: Portas

Processo De Fabricação de Tijolos

Processo De Fabricação de Tijolos

Forno aberto:

Figura 11: Forno aberto

Processo De Fabricação de Tijolos

Chaminé: Por onde sai o calor

Figura 12: Chaminés

Processo De Fabricação de Tijolos

Tijolo pronto:

Figura 13: Tijolo pronto

Definição: são componentes produzidos a partir de argilas e/ou matérias-primas inorgânicas, conformadas através da extrusão ou prensagem e sintetizadas por meio de processo térmico, sendo utilizados como componente principal da camada mais externa de pisos, paredes e fachadas. As placas cerâmicas podem ser esmaltadas ou não esmaltadas.

Plásticas: argilas plásticas, calium e argilas fundentes.

Não plásticas: filitos, fundentes feldspáticos, talco, carbonatos (calcário, dolomito) e quartzo.

Monoqueima

Nesse processo a massa argilosa, que constitui o suporte, e o esmalte, são queimados simultaneamente em temperaturas elevadas (normalmente acima de 1.000°C).

O produto possui uma melhor resistência à abrasão superficial, resistência mecânica e química e uma absorção de água relativamente baixa.

Biqueima

O tratamento térmico é dado apenas ao esmalte, pois a base ou suporte já sofreu processo de queima anterior, tem muitas desvantagens em relação à monoqueima, entre as quais: maior consumo de energia, maior ciclo de produção e mão-de-obra intensiva.

Via SecaUtiliza apenas argilas vermelhasMenores custos energéticos e de manutenção

das instalaçõesNão processa uma mistura com vários

componentes de natureza diversa simultaneamente

O pó produzido tem menor fluidezNão forma uma mistura homogênea

Via Úmida

Mistura de várias matérias-primas em meio aquoso

Produtos de melhor qualidadeA massa gerada no processo é mais

homogênea

Produto final

Físicas:

Impermeabilidade: a absorção de água tem influência direta sobre outras propriedades. Quanto menor a absorção de água, menor são os espaços vazios, portanto o biscoito é mais compacto, possuindo uma maior resistência à rupturas

Resistência à flexão: indica a capacidade da placa em suportar esforços exercidos por cargas, que possa levar a rupturas

Congelamento: resistência ao aumento do volume de água congelada nos poros

Resistência ao risco: indica a capacidade de resistência ao atrito provocado por materiais com diferentes durezas

Choque térmico: resistência as variações bruscas de temperatura

Resistência à abrasão: indica resistência da superfície ao desgaste. Ocorre em placas não esmaltadas

Químicas:

Resistência à manchas: determina o quanto uma superfície pode reter a sujeira e a sua respectiva facilidade de remoção quanto submetida a produtos coloridos, oleosos ou oxidantes, de ação penetrante

Resistência ao ataque de agentes químicos: capacidade de resistência a ação de produtos químicos

Revestimentos

Eflorescência: é causada pelo excesso de umidade na parede ou contrapiso, com aparecimento de manchas brancas ou escuras na superfície das peças ou entre os rejuntes

Destacamento: são caracterizados pela perda de aderência das placas do substrato: emboço sobre alvenaria ou peças estruturais, ou da argamassa colante. Isso ocorre quando as tensões ultrapassam a capacidade de aderência

Gretamento: constitui-se de uma série de aberturas inferiores a 1,0 mm e que ocorrem em superfícies esmaltadas das placas, dando a ela uma aparência de teia de aranha.

Desgaste do esmalte: é causado pela especificação errada na produção

É obtido a partir de matérias-primas de grande pureza (praticamente as mesmas do revestimento esmaltado), submetidas a maior tratamento térmico (1220ºC) e pressões de compactação elevadas. Pode ser fabricado pelos processos de via úmida ou via seca através de uma queima rápida.

Resistência ao desgaste físico, destacando-se em seguida os baixos valores de absorção de água, a alta resistência mecânica, a resistência ao ataque químico, a dureza superficial, a resistência ao congelamento, a resistência à compressão e o isolamento a descargas elétricas estáticas (o que faz desse material um componente insubstituível na pavimentação de centros de cálculos, salas de operação etc.).

A massa é constituídas de argilas plásticas de queima branca, caulins, quartzo e fundentes (feldspato, filito, rochas feldspáticas, carbonatos).

Uma outra classificação, mais usual, baseia-se no teor em peso da água absorvida pelo corpo cerâmico.

Porcelana quando a absorção é zero (pode-se admitir até 0,5%);

Grés são designados os materiais com baixíssima absorção (geralmente entre 0,5% e 3%);

Louça (ou faiança, maiólica, pó-de-pedra) refere-se os corpos mais porosos (geralmente superior a 3%).

Porcelanas:

são fabricadas com massas constituídas a partir de argilominerais (argila plástica e caulim), quartzo e feldspato bastante puros, que são queimados a temperaturas superiores a 1250 °C;

porosidade próxima a zero.

Porcelana doméstica e de hotelaria (pratos, xícaras, jogos de chá etc.);

porcelana elétrica (isoladores e peças para componentes eletroeletrônicos);

e porcelana técnica, que apresentam elevada resistência física ou ao ataque químico.

Grês:é feito a partir de matérias-primas menos

puras, podendo incluir rochas cerâmicas como granito, pegmatito e filito como fundentes, ao invés de feldspato puro.

Os produtos são queimados por volta de 1250 ºC e apresentam absorção de água reduzida (geralmente entre 0,5% e 3%).

Os principais produtos são os artigos sanitários, também denominados de louças sanitárias, que inclui as diversas peças de lavatório e higiene.

Faiança:São compostos de massas semelhantes ao

grês, mas usualmente podem incorporar, diferentemente da composição do grês, fundentes carbonáticos, portadores dos minerais calcita e dolomita.

As peças são fabricadas a temperaturas inferiores a 1250 ºC e caracterizam-se pela maior porosidade (> 3%) e menor resistência do que as porcelanas e o grês.

Seus produtos incluem aparelhos de jantar, aparelhos de chá, xícaras e canecas, peças decorativas etc.

• Este grupo compreende uma diversidade de produtos, têm como finalidade suportar temperaturas elevadas nas condições específicas de processo e de operação dos equipamentos industriais, que em geral envolvem esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras solicitações.

Para suportar estas solicitações, foram desenvolvidos inúmeros tipos de produtos, a partir de diferentes matérias-primas ou mistura destas. Assim podemos classificar os produtos refratários quanto a matéria-prima ou componente químico principal.

Sílica, sílico-aluminoso, aluminoso, mulita, magnesianocromítico, cromítico-magnesiano, carbeto de silício, grafita, carbono, zircônia, zirconita, espinélio, entre outros.

O desempenho de uma cerâmica refratária depende em grande parte da sua composição.

Para muitos materiais comerciais, os ingredientes brutos consistem tanto em partículas grandes (ou chamotes) como em partículas finas, as quais podem possuir composições diferentes.

Mediante o cozimento, as partículas finas estão normalmente envolvidas na formação de uma fase de ligações ou colagem, que é responsável pela maior resistência do tijolo; essa fase pode ser predominantemente vítria ou cristalina.

A temperatura de serviço é normalmente inferior àquela na qual a peça refratária foi cozida.

A porosidade é uma variável microestrutural que deve ser controlada para produzir um tijolo refratário adequado.

A resistência, a capacidade de suportar uma carga e a resistência ao ataque por materiais corrosivos aumentam em função de uma redução na porosidade. Ao mesmo tempo, as características de isolamento térmico e a resistência a choques térmicos são diminuídas.

Sendo assim podendo ser classificadas em :

Argila refratária;Sílica básica;Refratários especiais.

Os ingredientes principais das argilas refratárias são:

argilas refratárias de alta pureza;misturas de alumina e sílica contendo

geralmente entre 25 e 45% de alumina.A maior temperatura possível sem que ocorra

a formação de uma fase líquida é de 1587°C (2890°F).

Durante o uso em serviços refratários, a presença de uma pequena quantidade de uma fase líquida pode ser permitida sem que haja um comprometimento da integridade mecânica.

Acima de 1587°C, a fração de fase líquida presente dependerá da composição do refratário. O aumento do teor de alumina irá aumentar a temperatura máxima de serviço.

Os tijolos de argila refratárias são usados principalmente na construção de fornos, para confirmar atmosferas quentes e para isolamento térmico de membros estruturais contra temperaturas excessivas.

Para os tijolos de argila refratária, a resistência não é habitualmente uma consideração importante, uma vez que habitualmente não é exigido o suporte de cargas estruturais. Normalmente, mantém-se algum controle sobre a precisão dimensional e a estabilidade do produto acabado.

O ingrediente principal dos refratários à base de sílica, algumas vezes chamados de refratários ácidos :

a sílica.

Podem ser atingidas temperaturas tão elevadas quanto 1650°C (3000°F).

A presença de mesmo pequenas concentrações de alumina tem uma influência negativa sobre o desempenho desses materiais refratários.

Mesmo pequenas adições de Al2O3 reduzem a temperatura liquidus de maneira expressiva, o que significa que quantidade substanciais de líquido podem estar presentes a temperaturas acima de 1600°C (2910°F).

O teor de alumina deve ser mantido em um mínimo possível,normalmente até entre 0,2 e 1,0% .

São resistentes a escórias ricas em sílica (conhecidas por escórias ácidas) e são usados com frequência como vasos de contenção para tal.

Eles são facilmente atacados por escórias que contém uma proporção elevada de CaO e/ou MgO (escórias básicas), de tal forma que o contato com esses materiais óxidos deve ser evitado.

Esses materiais, bastante conhecido pela sua capacidade de suporte cargas a altas temperaturas, são comumente utilizados nos tetos em arco de fornos para fabricação de aços e vidros.

Os ingredientes são: ricos em periclásio, ou Magnesita (MgO); podem conter também compostos de cálcio,

cromo e ferro.Neste caso a presença de sílica é prejudicial

ao desempenho desses materiais a altas temperaturas.

Os refratários básicos são especialmente resistentes ao ataque por escórias que contêm concentrações elevadas de MgO e CaO.

Aplicação em alguns fornos de soleira aberta usados para fabricação de aços.

Consistem em óxidos com pureza relativamente alta, muitos dos quais podem ser produzidos com muito pouca porosidade.

Os elementos que incluídos nesse grupo são: alumina, sílica, Magnesita, berília (BeO), zircônia (ZrO2) e mulita (3Al2O3-2SiO2).

Outros materiais incluem compostos à base de carbeto, além do carbono e da grafita.

O carbeto de silício (SiC) tem sido usado para fabricar elementos de aquecimento por resistência elétrica, como os materiais usados em cadinhos, e em componentes internos de fornos.

O carbono e a grafita são muito refratários, porém encontram uma aplicação limitada devido à sua suscetibilidade a oxidação quando exposto a temperaturas superiores a aproximadamente 800°C (1470°F).

Esses materiais refratários especiais são relativamente caros.

Os produtos deste segmento podem ser classificados em:

a) Refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários;

b) Isolantes térmicos não refratários, compreendendo produtos, tais como vermiculita expandida, sílica diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã de vidro e lã de escória, que podem ser utilizados, dependendo do tipo de produto até 1100ºC;

c) Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam

características físicas semelhantes às citadas no item b), porém apresentam composições tais como sílica, sílica-alumina, alumina e zircônia, que dependendo do tipo, podem chegar a temperaturas de utilização de 2000ºC ou mais.

Os isolantes tradicionais (não refratários) são aqueles que chamamos de isolantes de massa como a espuma de poliuretano, lã de vidro, lã de rocha e outros que isolam as áreas do calor transferido por condução.

Os isolantes tradicionais são normalmente instalados na parte interna das coberturas e/ou paredes, e absorvem o calor vindo por condução da superfície externa dos materiais utilizados na construção civil como metal, fibrocimento, concreto, e outros que em geral absorvem entre 90% e 95% da irradiação solar, fazendo com que estas atinjam altíssimas temperaturas.

A medida que o fluxo de calor penetra através da massa do isolante, este vai perdendo gradualmente a temperatura;

Quanto mais eficiência quisermos obter no isolante de massa, maior espessura teremos que usar, fazendo com que muitas vezes o custo do isolamento seja maior que a economia obtida.

Por ser aplicado do lado interno, além do isolamento térmico, o isolante de massa não agrega nenhum outro benefício à cobertura ou superfície tratada.

O isolante cerâmico é aplicado sempre do lado externo e devido a sua alta refletividade (varia entre 85% e 94% dependendo do comprimento da onda eletromagnética incidente sobre a superfície) impede que 85% do calor da irradiação solar penetre pela cobertura e/ou parede e passe para dentro do ambiente. Os 15% do calor absorvido pela camada protetora do isolante cerâmico é fácil e rapidamente dissipado devido a sua alta emissividade térmica (emissividade= 0,95).

Em comparação com os isolantes de massa e outros, a superfície do isolante cerâmico será sempre mais fria e irá absorver 70% a 80% menos calor que os demais, com a vantagem que o pouco calor absorvido será irradiado ou devolvido com maior rapidez.

Quando falamos de cobertura, o fator peso passa a ser de grande importância principalmente se a cobertura já existe, pois o aumento da carga além da calculada para a estrutura pode comprometer a segurança de toda cobertura e de todos aqueles que trabalham sob ela. Neste quesito poderíamos dizer que o isolante cerâmico é insuperável, pois devido a sua reduzida espessura (330 mícrons), seu peso é de aproximadamente 250 gramas.

É importante destacar que ambos têm suas qualidades e aplicações e nem sempre um deve substituir o outro. Em muitos casos podem ser aplicados em conjunto agregando seus benefícios em um só sistema.

Existem variados materiais que são isolantes tais como:

Lã de vidro: através do entrelaçamento das fibras, oferece uma grande de resistência mecânica e confere grandes índices de isolamento;

Fibra cerâmica: é muito resistente, tem uma grande capacidade de isolamento, versátil e com grande durabilidade. As fibras podem ser moldadas em vácuo, entrelaçadas em mantas, multi-agulhadas em blocos, etc.;

Silicato de cálcio é obtido da sílica diatomácea, oxido de cálcio e fibras, é o isolante mais indicado para aplicações em tubulações e equipamentos a elevadas temperaturas devido ás suas características, como resistência mecânica, a leveza, e a grande capacidade de reter o calor, alta resistência estrutural e insolubilidade;

Lã de rocha é um isolante por excelência quer a nível térmico como a nível acústico, podem ser apresentadas em placas ou em mantas, ela provem de fibras minerais de rocha vulcânica, que reduzem a troca de calor com o exterior, devido à baixa condutividade térmica.;

Argila expandida muito empregue  como associado leve em lajes, aglomera a eficiência isolante dos materiais cerâmicos.

Vermiculita é um mineral da família das argilas micáceas, seu aquecimento brusco até 1.000 °C provoca a evaporação rápida da água, espoliando as lâminas e expandindo o grão da Vermiculita em média de 8 a 12 vezes. Os espaços vazios originados desta expansão volumétrica são preenchidos por ar, que conferem à Vermiculita Expandida grande leveza e isolação térmica e absorção acústica. Como agregado para argamassa aplicada sobre lajes ou revestimento de parede. A granel dentro de blocos de concreto ou sob assoalhos.

Os principais produtos fabricados no Brasil são vermiculita expandida, lã de vidro, lã de rocha, fibra (lã cerâmica) e silicato de cálcio.

Em ambientes com conforto térmico pode-se ter um aumento na produtividade juntamente com a satisfação de bem estar, além da redução de gastos com energia. Instalações como supermercados, shoppings, cinemas, indústrias de alimentos, frigoríficos, laboratórios farmacêuticos, indústrias têxteis e outras, geralmente necessitam de climatização, o que torna indispensável o uso de elementos isotérmicos.

Desde o envoltório, as edificações podem ser isoladas de várias formas, seja com isolamento térmico no telhado, nas paredes externas, nas áreas com vidros reflexivos, até o isolamento das instalações técnicas referentes aos sistemas de ar condicionado e refrigeração.

A eficiência de um isolamento abrange também os sistemas de climatização e refrigeração com a isolação térmica de tubulações onde circulam fluidos em temperaturas diferentes da ambiente e dutos para ar condicionado.

Além de todas as vantagens térmicas, soma-se o fato de possibilitar uma obra estanque, durável e com alto padrão estético. A aplicação para o interior de ambientes também é possível sob o mesmo conceito, porém sob a forma de divisórias. Normalmente utilizados em arquitetura de salas limpas para os mais diferentes segmentos como a indústria farmacêutica, veterinária, alimentícia e de embalagens, além dos painéis com núcleos isolantes, também se utilizam visores com vidros duplos pressurizados com gás inerte e bandeja de sílica gel minimizando a possibilidade de condensação interna, resultado das diferenças de temperaturas entre ambientes

Definição: são materiais de natureza vítrea preparadas por fusão, em temperaturas elevadas (em torno de 1500 °C), a partir de uma mistura de matérias-primas de natureza cristalina. Estas, durante o processo de fabricação, formam uma massa fundida que, ao final do processo, são resfriadas instantaneamente em ar ou água, originando a frita propriamente dita.

O motivo principal da operação de fabricação de fritas é converter os componentes solúveis em água de uma composição em um vidro insolúvel mediante sua fusão com outros componentes.

Os critérios mais importantes que podem serempregados na escolha das matérias-primas queparticipam da composição de uma frita são:Custo global da formulaçãoImpurezas que depreciam a qualidade da frita

(compostos de ferro e outros óxidos corantes)Características físico-químicas e mineralógicas

que determinam o comportamento da mistura durante a fusão e a qualidade da frita obtida

Homogeneidade e continuidade da qualidade e do fornecimento.

A corrosão do material refratário do forno, fundamentalmente por dissolução parcial de alguns de seus componentes no vidro fundido, foi e é um dos problemas mais graves da fabricação de vidros e fritas. De fato, por um lado, esta deterioração permanente do revestimento do forno obriga a sua reparação periódica, por outro, as partículas mais resistentes ao ataque químico são arrancadas e arrastadas pelo vidro fundido, contaminando a frita resultante.

Para reduzir ao máximo estes problemas, os fabricantes de frita têm seguido um caminho paralelo ao dos fabricantes de vidros, substituindo progressivamente os refratários tradicionais por novos refratários avançados (eletrofundidos), de porosidade aberta praticamente nula e composição mais adequada, à medida que estes produtos vão sendo desenvolvidos.

A contaminação da frita, durante o processo, por partículas metálicas (ferro, aço) é outra causa de defeitos que vem obrigando a instalação de equipamentos de separação metálica nas fábricas de fritas e esmaltes.

Os vidrados (esmaltes) são camadas finas de material que recobrem a superfície de uma peça cerâmica, denominada suporte. Sua natureza pode ser exclusivamente vítrea ou vitrocristalina. Este, além de impermeabilizar o suporte cerâmico, deve possuir características técnicas e estéticas que sejam adequadas ao uso ao qual se destina o produto.

Vidrados preparados exclusivamente a partir de fritas → estética em peças cerâmicas. Por exemplo: azulejos e objetos decorativos;

Vidrados preparados a partir de outras matérias primas e de fritas (ou não) → características técnicas (elevada resistência ao desgaste mecânico e ao ataque químico) e também características estéticas adequadas ao uso;

Além da camada de vidrado (esmalte), é habitual aplicar entre o suporte cerâmico e a dita camada, uma outra camada denominada engobe, que geralmente são constituídos por fritas (20 a 40% em peso);

Esta camada tem como principais funções: Formar uma camada impermeável que evite problemas

devido a porosidade do suporte (manchas de umidade, etc.).

Favorecer um acoplamento adequado entre esmalte suporte, evitando-se assim problemas de curvaturas indesejadas, gretamento e descolamento.

Obter um substrato branco e opaco que permita um desenvolvimento ótimo dos esmaltes que são aplicados sobre ele.

• Os vidrados fritados apresentam certas vantagens sobre os vidrados não fritados que justificam, por um lado, que nos revestimentos se utilizem somente eles, e por outro, a tendência a aumentar o teor de fritas em esmaltes para pavimento. As razões mais importantes são as seguintes:

Permite o emprego de PbO na composição, uma vez que sua solubilidade, e conseqüentemente sua toxicidade, são reduzidas a valores mínimos, se é utilizado em fritas de composição adequada.

Para uma mesma composição, os vidrados fritados fundem e maturam em temperaturas e/ou tempos de queima menores que os não fritados, além de conferir ao produto acabado uma textura superficial mais lisa e brilhante.

A operação de fabricação da frita, ao reduzir a temperatura e/ou o tempo de queima dos vidrados, possibilita o emprego de composições com teores de SiO2 e Al2O3 mais elevados. Isto permite a obtenção de vidrados com melhores propriedades mecânicas e químicas.

Os vidrados obtidos a partir de fritas que contêm ZrO2 em sua composição são de melhor qualidade e mais opacos que os obtidos através da adição de uma quantidade equivalente de silicato de zircônio durante a moagem do esmalte.

É reduzida a tendência à sedimentação e/ou segregação apresentada por vidrados crus que contêm materiais de tamanho de partícula e densidade muito diferentes entre si.

Um corante é, em caráter geral, qualquer material que dá cor, seja com ou sem reação total com o meio a que dá cor.

Irá se chamar corante cerâmico a todo material que dá cor a um esmalte ou massa cerâmica, incluindo assim, tanto os pigmentos e tintas, como aqueles que reagem parcialmente com o meio e cuja coloração deve-se, em parte, aos elementos cromóforos dissolvidos que atuam como tinta.

Os corantes cerâmicos devem ter grande poder de coloração → adicionados em pequena proporção → cores intensas;

Pequena proporção → razões econômicas como para evitar interferências na composição dos vidrados;

Os corantes cerâmicos são misturas de óxidos metálicos e sais complexos submetidos a temperaturas entre 700 e 1400°C durante 16 ou até 48 horas, dentro de caixas refratárias.

Após o processo, esses materiais transformados em um composto de estrutura mineralógica diferente, são lavados e moídos novamente.

Esse composto tem como vantagem a estabilidade tanta da cor quanto da fusibilidade, garantindo assim, que o produto acabado sempre corresponda ao padrão estabelecido.

Os corantes são usados em teores de 5 -10% e são miscíveis entre si.

O processo de fabricação dos pigmentos cerâmicos compreende as etapas: pesagem, mistura e moagem das matérias-primas

(óxidos e outros compostos químicos); acondicionamento da mistura moída em caixas

refratárias; calcinação das caixas em fornos intermitentes, túnel ou

rotativo em temperaturas que variam de 1200 ºC a 1300 ºC;

lavagem do material calcinado para eliminação de eventuais materiais solúveis;

moagem; ensacamento, armazenamento e distribuição.

Os corantes permanecem insolúveis no vidro após a etapa de queima. Deste modo, o vidrado pode ser compreendido como uma matriz vítrea contendo partículas de tamanho reduzido de corantes cerâmicos.

Os corantes apresentam índices de refração diferentes da matriz vítrea e, de acordo com sua natureza, apresentam capacidade de absorver determinados comprimentos de onda da luz. Assim, quando um raio de luz incide sobre um vidrado com partículas de corante em seu interior, o corante absorve determinados comprimentos de onda da radiação e reflete outros.

O desenvolvimento das cores nos vidrados cerâmicos se dá geralmente através de dois mecanismos básicos: pelo desenvolvimento da cor na própria matriz

vítrea - existem duas possibilidades para a formação da cor. Pode haver a presença de íons coloridos modificadores da rede do vidro, ou mesmo o desenvolvimento de colóides (que são sistemas nos quais um ou mais componentes apresentam pelo menos uma de suas dimensões dentro do intervalo de 1nm a 1µm) no interior do vidro;

pela adição de pigmentos calcinados.

Vantagens

Óxidos corantes são pouco estáveis em temperaturas elevadas e no meio em que se encontram imersos, geram cores pouco constantes ou reprodutíveis;

Os pigmentos cerâmicos são estruturas inorgânicas, as quais são capazes de desenvolver a cor e estabilizá-la em altas temperaturas e aos agentes químicos, resistindo os ataques agressivos causados pelos vidrados devido a ação fundente de seus componentes, em outras palavras são compostos insolúveis ou que sua solubilidade não é significativa.

A cor obtida em um vidrado cerâmico com partículas de corante em seu interior será determinada pelas seguintes variáveis:

natureza do pigmento: determinará sua capacidade de absorver e refletir determinados comprimentos de onda da luz incidente;

fração volumétrica do pigmento: determinará a maior ou menor interação da luz com as partículas de pigmento, afetando a reflexão difusa e conseqüentemente a intensidade da cor;

área superficial do pigmento: determinada pelo tamanho e morfologia das partículas do corante. A interação da luz com o corante se dá através da superfície das partículas de corante. Quanto maior a área superficial, maior será o efeito do corante para o desenvolvimento da cor no vidrado.

Desta forma, controlando-se o tipo de corante a ser empregado, o teor utilizado e sua granulometria, torna-se possível garantir a manutenção da mesma tonalidade na fabricação de revestimentos cerâmicos. No entanto, a manutenção da tonalidade não garante que a aparência das peças fabricadas será a mesma. Se as características superficiais das peças apresentarem variações, certamente um produto de mesma tonalidade apresentará aparência diferente, prejudicando sua aplicação em um determinado ambiente.

As cerâmicas abrasivas são usadas para desgastar por abrasão, esmerilhar ou cortar outros materiais que sejam necessariamente mais moles. Portanto, a exigência principal para esse grupo de materiais é a dureza ou resistência ao desgaste; além disso, um elevado grau de tenacidade é essencial para assegurar que as partículas abrasivas não sejam fraturadas com facilidade.

Ademais, podem ser produzidas altas temperaturas a partir das forças abrasivas de atrito, de modo tal que são desejáveis algumas propriedades refratárias.

Os diamantes, tanto naturais como sintéticos, são utilizados como abrasivos; entretanto, eles são relativamente caros. Os materiais cerâmicos abrasivos mais comuns incluem o carbeto de silício, o carbeto de tungstênio, o óxido de alumínio e a areia de sílica.

Óxido de alumínio são mais tenazes que de carbeto de silício e deterioram mais lentamente, porém não são tão duros quanto os de carbeto de silício. Carbeto de silício são mais duros e são utilizados de maneira mais satisfatória com materiais mais duros.

Os materiais abrasivos são usados de várias formas – colados a rodas de esmerilhamento, na forma de abrasivos revestidos, e como grão soltos.

No primeiro caso, as partículas abrasivas estão coladas a uma roda por meio de uma resina cerâmica vítrea ou orgânica. A estrutura da superfície deve conter alguma porosidade; um escoamento contínuo de correntes de ar ou de refrigerantes líquidos dentro dos poros que envolvem os grãos do material refratário irá prevenir o aquecimento excessivo.

Os abrasivos revestidos são aqueles onde um pó abrasivo reveste algum tipo de material à base de papel ou tecido; a lixa de papel é provavelmente o exemplo mais familiar. As madeiras, os metais, as cerâmicas e os plásticos são geralmente lixados e polidos utilizando essa forma de abrasivo.

As rodas de esmerilhamento, as lixas e o polimento com disco empregam, com freqüência, grãos soltos de material abrasivo, os quais são colocados em contato com o material através de algum tipo de veículo à base de água ou de óleo. Os diamantes, o coríndon, o carbeto de silício e o rouge (um óxido de ferro) são usados na forma solta, ao longo de uma ampla faixa de tamanhos de grãos.

Devido às exigências de mercado como a racionalização dos processos e automação, mudanças para máquinas de controle numérico resultaram em demanda por abrasivos mais confiáveis, de qualidade constante e com elevadas produções, como os superabrasivos (diamantes sintéticos, nitrito cúbico de boro) e os materiais cerâmicos de alta performance, a base de óxido de alumínio.

Os abrasivos de cerâmica possuem a vantagem de gerarem uma quantidade baixíssima de resíduos, além de proporcionarem alto rendimento e economia, devido a sua taxa de desgaste muito pequena.

A obtenção do óxido de alumínio abrasivo consiste na fusão da bauxita, triturada e calcinada e após, misturada com pequena porcentagem de coque, ferro, além de Ti e MgO2. A fusão ocorre a uma temperatura de 1900ºC a 2000ºC em um forno elétrico a arco por um período de 36hs, enquanto que o resfriamento pode ser de até uma semana. O bloco formado é posteriormente fraturado e triturado.

 Estes grãos são extremamente robustos e

sua forma de cunha permite penetração rápida sem fraturar-se ou desgastar-se excessivamente. Portanto, é usado em materiais de alta resistência a tração como aço e suas ligas, ferro fundido nodular e maleável e também para materiais não ferrosos no caso de aplicações com lixas.

São grãos abrasivos de óxido de alumínio combinados com óxido de zircônio, constituídos de cristais obtidos a partir da fusão de Areia Zirconada e Alumina, a temperatura de cerca 1.900° C, seguida de resfriamento. Estes grãos possuem arestas super afiadas que se renovam durante o processo, cortando por muito mais tempo com menos calor, sendo ideal para aplicações de corte rápido e pesado.

São grãos abrasivos com uma controlada estrutura cristalina submicrométrica derivada de um exclusivo processo de sinterização. Possuem dureza e resistência superiores quando comparados aos óxidos de alumínio convencionais, obtidos pelo processo de fusão. Indicados para uso em materiais de difícil retificação, em que produtividade, qualidade e redução de custos necessitam ser maximizadas.

O carbeto de silício é uma importante cerâmica estrutural, por sua combinação de propriedades, como excelente resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste, alta condutividade térmica e boa resistência ao choque térmico. utilizado na produção de rebolos e discos de corte. A cor do carbeto de silício varia desde um verde claro a um negro, em função das impurezas que contém.

É um material quase tão duro quanto diamante e usado em ferramentas para cortar metais e em brocas de perfuração. É uma das aplicações mais importantes do metal.

É o abrasivo que deu origem ao nome a todos os processos de preparação de superfície através de projeção de partículas comumente chamado de “Jateamento de Areia”;

Por ser um abrasivo natural, deve ser submetido a análises, devido aos contaminantes que podem acompanha-lo desde a sua origem: dunas, rios, pedreiras, etc.

Para se trabalhar de modo adequado com a areia, ela deverá ser peneirada para retirada dos grãos muito finos, que não realizam um bom trabalho de limpeza , assim como os grãos muito grossos que obstruem (entopem) o equipamento. Também deve ser submetido a um processo de secagem, devido a sua grande capacidade de absolver umidade.

Devido a sua composição, as partículas finas liberam sílica livre ao meio ambiente , causando uma doença irreversível chamada “Silicose”, o que tem provocado a proibição do uso da areia como abrasivo, na maioria dos paises tecnologicamente desenvolvidos.

Considerados muitas vezes a parte dos cerâmicosConsistem em silicatos não-cristalinos que também

contêm outros óxidos, notavelmente CaO, Na2O, K2O e Al2O3, os quais influenciam as suas propriedades (dureza, cor)

Os materiais vítreos, ou não-cristalinos, não se solidificam do mesmo modo que os materiais cristalinos.

Mediante o resfriamento, um vidro se torna continuamente mais e mais viscoso; não existe uma temperatura definida na qual o líquido se transforma em sólido, como ocorre com os materiais cristalinos.

O volume diminui continuamente em função de uma redução na temperatura

A maioria dos vidros inorgânicos pode ser transformada de um estado não-cristalino para um estado cristalino mediante um tratamento térmico apropriado a alta temperatura → devitrificação → material policristalino com grãos finos: vitrocerâmica

Apresentam características peculiares que os fazem interessantes para aplicações industriais e estas indicam que os materiais vitrocerâmicos são muito adequados, em particular, para a preparação de vidrados para pisos e azulejos, uma vez que podem suportar o desgaste e tensões mecânicas elevadas

Vidros: recipientes, janelas, lentes e fibra de vidro

• Vitrocerâmicos: fogões cooktop, pisosazulejos

Material inorgânico finamente moído que, quando misturado a água, forma uma pasta que endurece devido a reações e processo de hidratação e que depois do endurecimento, conserva a sua resistência mecânica e estabilidade.

Os constituintes fundamentais são: a cal, a sílica, a alumina, óxido de ferro, magnésia, anidrido sulfúrico.

A obtenção do clinker se deve a mistura das matérias-primas que são finamente pulverizadas e homogeneizada, e aquecidas até a temperatura de fusão incipiente.

Formação de silicato tricálcico, silicato bicálcico, aluminato tricálcico e ferro aluminato tetracálcico.

Densidade: é um valor variável com o tempo, aumentando à medida que progride o processo de hidratação. Fenômeno nomeado de retração.

Finura: é a noção relacionada com o tamanho dos grãos do produto. É definida por duas maneiras: pelo tamanho máximo do grão e pelo valor da superfície específica.

Tempo de Pega: é um fenômeno definido como o momento em que a pasta adquire certa consistência que a torna imprópria para o trabalho.

Resistência: é determinada pela ruptura À compressão de corpos-de-prova realizados com argamassa.

Exsudação: é a segregação da pasta de cimento. Os grão de cimento movimentam-se para baixo e o excesso de água aflora na superfície.

Estabilidade: característica ligada a expansões volumétricas indesejáveis após o endurecimento.

Calor de hidratação: calor gerado nas reações de hidratação durante o processo de endurecimento.

Resistência aos agentes agressivos: a água e a terra podem conter substâncias químicas que reajam com constituintes do cimento.

Reação Álcali-Agregado: formação de produtos gelatinosos acompanhada de expansão de volume.

1.Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732)Sem quaisquer adições além do gesso.

Aplicações: É adequado para o uso em construções de concreto.

2. Cimento Portland CP II (NBR 11578)O Cimento Portland Composto é modificado. Este cimento apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Aplicações:Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. Veja as recomendações de cada tipo de CP II:

a) Cimento Portland CP II-Z (com adição de material pozolânico) O concreto feito com este produto é mais impermeável e por isso mais durável. Aplicações:Empregado em obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais.

b) Cimento Portland Composto CP II-E (com adição de escória granulada de alto-forno) Aplicações: Recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacadas por sulfatos.

c) Cimento Portland Composto CP II-F (com adição de material carbonático - fíler) Aplicações: em geral. Pode ser usado no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, dentre outros.

3. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória - NBR 5735)Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, baixo calor de hidratação, alta resistência à expansão, resistente a sulfatos. Aplicações:Pode ser aplicado em argamassas de assentamento, revestimento e outras. É particularmente vantajoso em obras de barragens, pavimentação de estradas, pistas de aeroportos e outros.

4. Cimento Portland CP IV – 32 (com pozolana - NBR 5736)O concreto feito com este produto se torna mais impermeável, mais durável, apresentando resistência mecânica à compressão. Aplicações: É indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.

5. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5733)Este cimento ao reagir com a água adquire elevadas resistências.Aplicações: Recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento em indústrias de médio e pequeno porte.

6. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737) O CP-RS oferece resistência aos meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos. Aplicações: Pode ser usado pisos industriais, pavimentos, argamassas e concretos submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de água e esgotos.

7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116)Cimento com baixo calor de hidratação, determinado pela sua composição – fases do clínquer.Aplicações: Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento.

8. Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989)Classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural. Aplicações: Estrutural: aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos. Não estrutural: em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais.

Definição: é um aglomerante aéreo, ou seja, é um produto que reage em contato com o ar. Nesta reação, os componentes da cal se transformam em um material tão rígido quanto a rocha original (o calcário) utilizada para fabricar o produto.

Cal virgem: produto que resulta as dissociação térmica do calcário/ dolomito/ concha calária. Quando provém de rochas carbonatadas puras, a cal virgem é um produto inorgânico branco. Dividido em:

Cal cálcica: alto teor de óxido de cálcio; Cal dolomítica: relação entre os óxidos de

cálcio e de magnésio igual a molecular;Cal magnesiana: teor de magnésio

intermediário entre a cal cálcica e dolomítica.

Cal hidratada: pó seco obtido da hidratação da cal virgem, constituída de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio, ou ainda de uma mistura entre estes componentes.

Cal hidráulica: pode ser classificada como um produto intermediário entre a cal virgem e o cimento portland.

Propriedades

Volume: o aumento do volume em estado de pasta se deve ao cal reter consideravelmente água livre.

Sedimentação: o encharcamento prévio da cal hidratada retarda a sedimentação, enquanto o cloreto de cálcio aumenta a solubilidade.

Plasticidade: propriedade em que a cal hidratada tem de adquirir determinadas formas, por efeito de uma ação exterior.

Retenção de água: capacidade da cal hidratada de conter e reter água, que resiste à sucção.

Estabilidade: probabilidade das partículas deformarem a superfície do reboco. A falta de estabilidade é atribuída à presença de partículas mais grosseiras.

Tintas: como pigmento branco, a cal hidratada tem excelente poder de cobertura como componente de tintas. A cal pode ser utilizada somente com água, mas a adição de certos produtos pode melhorar a qualidade das pinturas

Estabilização do solo: a adição de cal é uma das mais antigas técnicas utilizadas, a fim de estabilizar o solo para suportar a obra. Mas inicialmente é preciso verificar a presença de águas subterrâneas ou profundas, águas superficiais, qualidade do ar, variação de temperatura e esforços mecânicos da obra.

Argamassa: é aquela massa colocada nas paredes, antes da pintura, geralmente composta de cal hidratada, areia e água, muito utilizada pelo setor da construção civil no "acabamento" das obras. O papel da cal nesta mistura é justamente unir os outros materiais, servindo como um aglomerante para formar aquela "pasta" que o pedreiro "cola" na parede. Por ser um produto muito fino, a cal, funciona como um perfeito lubrificante, que reduz o atrito entre os grãos da areia presentes na argamassa, proporcionando uma boa "liga" à massa, ainda fresca, o que permite uma melhor aplicação.

A necessidade de aprimoramento de tecnologia em diversas áreas, como aeronáutica e eletrônica, passaram a exigir cerâmicas como matérias primas mais sofisticadas → surge as Cerâmicas Avançadas

Principal diferença → é fundamentalmente a maior exigência Procura-se diminuir o número de variáveis

envolvidas: Trabalhando com matérias-primas relativamente puras Processos rigorosamente controlados Sofisticadas técnicas de caracterização

Fundamentalmente, as cerâmicas avançadas e as tradicionais são iguais → as duas podem ser aplicadas para o mesmo fim

Porém, o número de varáveis e a faixa de variação no processamento de cerâmicas tradicionais é maior do que em cerâmicas avançadas. Isso faz com que muitas vezes os sistemas utilizados em cerâmicas tradicionais sejam tão complexos que inviabilizam a aplicação precisa das teorias de cerâmicas avançadas.

Sob esse aspecto pode-se afirmar que as cerâmicas tradicionais são mais complexas que as avançadas.

Conseqüência → as propriedades não são tão boas como poderiam ser e há variação das propriedades das cerâmicas tradicionais, de uma peça para outra, que é consideravelmente maior. Entretanto, as aplicações que se destinam as cerâmicas tradicionais são compatíveis com essas propriedades

Podem apresentar os mais diferentes formatos, sendo classificados de acordo com suas funções: eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biológicos e nucleares

Exemplos de materiais: naves espaciais, satélites, usinas nucleares, materiais para implantes em seres humanos, aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para automóveis, sensores (umidade, gases e outros), ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão, etc

As principais demandas de cerâmicas avançadas provêm da indústria automobilística e aeroespacial

Vantagens sobre ligas metálicas: Capacidade de suportar maiores temperaturas de

operação, o que aumenta a eficiência do combustível;

Excelente resistência contra desgaste e corrosão; Menores perdas por atrito;Possibilidade de operação sem um sistema de

refrigeração;Menor densidade que resulta em diminuição do

peso total do motor.

Mercado de Trabalho

Os setores de cerâmica vermelha, refratários e vidrados, revestimentos e mesmo os setores de louças e sanitários são extremamente importantes para o mercado nacional, tendo participação no PIB (Produto Interno Bruto) de 1,0%. O total do setor soma US$ 6,29 bilhões por ano.

O setor industrial da cerâmica é bastante diversificado, tendo como principais segmentos:

cerâmica vermelha;materiais de revestimento;materiais refratários;louça sanitária;isoladores elétricos de porcelana;

louça de mesa;cerâmica artística;filtros cerâmicos de

água;isolantes térmicos.

No Brasil existem todos estes segmentos, com maior ou menor grau de desenvolvimento e capacidade de produção.

Além disso existem fabricantes de matérias-primas sintéticas para:cerâmica (alumina calcinada, alumina

eletrofundida, carbeto de silício e outras);de vidrados e corantes;gesso;equipamentos;e alguns produtos químicos auxiliares.

O desenvolvimento tecnológico tem sido constante, principalmente no setor de revestimentos, e a perspectiva de crescimento, tanto no mercado interno, quanto no mercado de exportação é iminente.

Indústria de Alimentos

Resistentes em temperaturas elevadas:Turbinas;Turbo-compressores;Trocadores de calor.

No setor químico da indústria alimentícia, podem atuar como sensores de gases:Alarme de vazamento de gases;Sensor de oxigênio em peças automotores.

Segmento de embalagensFabricação de produtos cerâmicos não

refratários utilizados como embalagem que entram em contato com alimento.

Segmento de embalagens

BauxitoObtêm-se produtos de composição total ou

parcial do seu material, tais como:Hidróxido de alumínio, alumina calcinada e sulfato

de alumínio;Cimento aluminoso.

Dolomita e FeldspatoFabricação de vidro;Placas cerâmicas;Isoladores elétricos de porcelana;Louça sanitária.

Alumina CalcinadaMaterial elétrico: tubos de alumina translúcida

para lâmpada de vapor de sódio, isoladores, interruptores, receptáculos, etc.

Cimento AluminosoSão sempre utilizados em mistura com

agregados refratários para obtenção dos concretos.

Mulita Sintética fornos de redução de ferro-ligas;fornos de fusão de cobre;fornos de vidro;regeneradores de indústrias siderúrgicas;cuba e rampa de altos fornos;confecção de moldes para microfusão;vagonetas de fornos cerâmicos; mobílias de fornos cerâmicos;tubos (rolos) para fornos a rolo.

Próteses e Implantes:

Ônibus Espacial:

Na área de joalharia:

Um super vidro (vitrocerâmicos) que pode suportar cinco mil horas de exposição a temperaturas de até 560 graus.

Materiais cerâmicos são uma combinação de minerais não-metálicos (formam óxidos, nitretos e carbetos)

Geralmente a ligação predominante é iônica Geralmente são isolantes de calor e

eletricidade São mais resistentes à altas temperaturas do

que metais e polímeros (PF alto)Com relação às propriedades mecânicas as

cerâmicas são duras, porém frágeis Em geral são leves

É quase impossível abrir os olhos sem ver um produto cerâmico

Quando pessoas em geral falam sobre cerâmicas, usualmente estão referindo-se a artefatos de cerâmica tais como pratos, vasos, objetos de arte, etc. São cerâmicos, porém fornecem uma idéia pouco precisa sobre a dimensão e o universo  da indústria de cerâmica nos dias atuais.

Cerâmicas estão por toda parte - nos carros que dirigimos, nos edifícios que moramos e nas calçadas que pisamos, utilizadas por dentistas, o vidro, em suas milhares de permutações, resistores e capacitores, como a memória em computadores, etc.

Obrigada!!!