Cerâmicas Covalentes

Cerâmicas

Iônicas

Covalentes

Principais Características

Fontes

Ligações covalentes

Arranjos espaciais partículas

Cerâmicas covalentes

Carbeto de Silício (SiC)

Nitreto de Silício (Si3N4)

Sialon

Carbeto de Silício

88% caráter covalente

Material sintético

Processo AchesonSiO2 + 3C SiC + 2CO

Politipismo -SiC / -SiC

HPSiCAl2O3Y2O3

HPSiCAl2O3Y2O3

Propriedades do SiC comercialShowa Denko

K.K.Ibiden Co.

LtdaPolimorfismo

Teor de SiC (%) 97 > 98%Tamanho dePartícula

Médio (m)Acumulado < 1 m

Máximo (m)

0,4 0,27> 90% em

peso96% em

peso2,0 2,0

Densidade real (g/cm3) 3,2 3,2

Área superficial específica

(m2/g)

14 17,5

Metodologia de Densificação:

Sinterização sem pressão (SSiC)

Infiltração do SiC (SiSiC)

Prensagem a quente (HPSiC)

Sinterização sem pressão (SSiC)

Aditivos

Temperatura 1800°C

Materiais com boa resistência mecânica

Alta densificação (99% d.t.)

Infltração do SiC

Alta % de Si residual

Temperatura 1300°C

Resistência mecânica inferior

Alta densificação (98% d.t.)

Pressão a quente

-SiC, 20MPa, 2040°C

-SiC, 50MPa, 1650°C

Resistência mecânica inferior

Alta densificação (> 99% d.t.)

Fabricação de SiC e propriedades

Propriedade Sinteriza-ção

Reativa

Sinteriza-ção s/

pressão

Prensa-gem a quente

Densidade (g/cm3)

3,1 3,1 3,2

Módulo de Young (GN/m2)

390 410 440

Coeficiente de expanção térmica(10-6/°C)

4 4,5 3,7

Condutividade térmica

(W/cm.K)1,7 0,7 2,7

Nitreto de Silício

Material sintético

Desenvolvido na década de 60/70

Dissocia-se em temperaturas 1870C

Produzido pela sinterização reativa3Si (s) + 2N2 (g) Si3N4 (s) – 723,8kj/mol

-Si3N4/-Si3N4

Metodologia de densificação

Nitretação do pó de Si compactado (RBSN)

Prensagem a quente (HPSN)

Sinterização reativa (SRBSN)

Nitretação do pó de Si

Si 99% puro, 1-10m

Nitretaçãoa) após sinterização e usinagemb) pré-nitretação, usinagem e nitretação

Baixa resistência mecânica

Bom para peças com rígido controle de medidas

Prensagem a quente

Matriz de grafite

1700-1800C

Boa resistência mecânica

Alta densificação (99%d.t.)

Sinterização reativa

Aditivos

1800-2000C

MgO - 98% d.t. / Y2O3 - 99% d.t.

Baixa contração linear

Peças com geometria complexa

Sialon

Novos materiais

-Si3N4+ Al + O2

Si3N4+ AlN + Al2O3

Si6.xAlxOxN8-x (-Sialon)> Teor de oxigênio > o caráter iônico

Boa resistência à oxidação

< coeficiente de dilatação térmica

Alta dureza

> resistência à fluência

Propriedades das cerâmicas de engenharia

Propriedade SiC(HotPressed)

Si3N4 (HotPressd)

Sialon (Sinteriz

ado)

Densidade (g/cm3) 3,21 3,18 3,0

Porosidade (%) 0 0 0

Modulo Young (GPa) 440 310 331

Choque Térmico (R) 440 310 331

Resist. Oxidação (mg/cm3)

1,5 < 0,1 -

Ponto de Fusão (°C) 2700* 1900* -

Temperatura Máx. de Trabalho (°C)

1650 1500 -

( * ) Temperatura de decomposição

1990

Eletronic ceramics79,9%

ceramic coatings10,3%

strucutural ceramics9,8%

2000

Eletronic ceramics

69,8%

ceramic coatings10,2%

strucutural ceramics20,0%