CERÂMICAS À BASE DE SILICATOS

Os silicatos são materiais compostos principalmente pelo oxigênio e o silício,

sendo que esses são os dois elementos mais abundantes na crosta terrestre. Grande parte

de solos, rochas, argilas e areia se enquadra na classificação de silicatos. Ao invés de

caracterizar suas estruturas cristalinas por células unitárias é mais acessível usar vários

arranjos do tetraedro SiO-4 (CALLISTER JR., 2008).

Figura 1 : Um tetraedro silico oxigênio SiO-4 (CALLISTER JR., 2008).

A Figura 1 mostra cada átomo de sílicio ligado a quatro átomos de oxigênio os

quais localiza-se no vertice do tetraedro; o átomo de sílicio está no centro. Os silicatos

não são consideraveis iônicos , já que existe uma natureza covalente significativa em

sua ligaçoes , as quais são direcionais e relativamente fortes (CALLISTER JR., 2008).

Os silicatos são classificados com base nas formas pelas quais os tetraedros de

SiO-4 se unem uns aos outros ou a outros cátions, onde surge arranjos

unidimensionais , bidimensionais e tridimensionais (CALLISTER JR., 2008).

SÍLICA

A sílica ou dióxido de silicio é quimicamente o silicato mais simples.

Estruturalmente apresenta-se em uma rede tridimensional que ocorre quando todos os

átomos de oxigênio localizados nos vértices de cada tetraedro são compartilhados por

tetraedros adjacentes, dando origem a um material neutro e com todos os átomos

eletronicamente estáveis. Existem três form cristalinas polimórficas principais para a

sílica: quartzo, cristobalita e tridimita (CALLISTER JR., 2008).

A sílica é possivelmente o material cerâmico de uso mais amplo, esses materiais

são bastante usados em isolamentos térmicos, como refrátarios ou abrasivos; em fibras

para reforçar materiais compósitos; e varias vidrarias etc .A sílica também é usada na

fabricação de fibras opticas para comunicações e pós com finas partículas de sílica são

utilizados na composição de pneus, em pigmentos de tintas e em outras situações

(ASKELAND;PHULÉ,2008).

Figura 2: O arranjo dos átomos de silício e de oxigênio em uma

célula unitária de cristobalita, um polimorfo do SiO2 (CALLISTER JR., 2008).

VIDROS A BASE DE SÍLICA

A Sílica também pode existir como sólido ou vidro não-cristalino, tal material

conhecido como sílica fundida ou sílica vítrea. Quando se tem a sílica fundida formada

de SiO2 pura, tem-se um alto ponto de fusão e as alteraçoes dimensionais durante o

aquecimento e o resfriamento são pequenas. Outros óxidos (por exemplo, B2O3 e

GeO2) podem também formar estruturas vítreas e assim como o SiO2, são conhecidos

como formadores de rede (CALLISTER JR., 2008).

Geralmente os vidros a base de silicatos contém a adição de outros óxidos, são

conhecidos como vidros inorgânicos tais como CaO e Na2O. Esses óxidos não formam

redes poliédricas. Ao contrário, os seus cátions são incorporados no interior e

modificam a rede de SÍO4; por essa razão, esses óxidos são conhecidos como

modificadores de rede (CALLISTER JR., 2008).

Esta modicação reduz a temperatura de fusão e abaixa a viscosidade da sílica,

tornando possível produzir vidros a temperaturas mais baixas. Quando adiciona Na2O à

silica produz eutéticos com temperatura de fusão muito baixas.

(ASKELAND;PHULÉ,2008).

Figura 3: Efeito do Na2O no retículo do vidro de sílica. O óxido de sódio modifica o reticulado

vítreo ao romper ligações e reduzir a estabilidade do vidro (ASKELAND;PHULÉ,2008).

OS SILICATOS

Para vários minerais à base de silicato, um, dois ou três dos átomos de oxigênio

nos vértices dos tetraedros de SiO-4 são compartilhados por outros tetraedros para

formar algumas estruturas consideravelmente mais complexas. Dentre esses silicatos

aqueles que possuem estruturas mais simples são conhecidos como silicatos simples,

que envolvem tetraedros isolados. Por exemplo, a forsterita (Mg2Si04) possui o

equivalente a dois íons Mg2+ associados a cada tetraedro, de modo que cada íon Mg2+

possui seis oxigênios como átomos vizinhos mais próximos (CALLISTER JR., 2008).

Os silicatos em camadas possuem estrutura bidimensional ou em camadas, pode

ser produzido pelo compartilhamento de três íons de oxigênio em cada um dos

tetraedros. Como exemplo para silicatos em camadas, um dos minerais argilosos mais

comuns (Argila caolinita) possui uma estrutura laminar de silicato relativamente simples

com duas camadas, as estruturas laminares dos silicatos não estão restritas ás argilas,

outros materiais também se enquadram nesse grupo (CALLISTER JR., 2008).

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

CALLISTER JR. Willian D. Ciencia e Engenharia de Materiais: Uma

Introdução. 7ed. Rio de janeiro-RJ: LTC, 2008.

ASKELAND, Donald R.; PHULÉ, Pradeer. Ciencia e engenharia dos

Materiais. São Paulo– SP: Cengage learning, 2008.