Materiais Cermicos Aula3

Propriedades Mecnicas das CermicasAna Carolina R. Duarte A temperatura ambiente as cermicas cristalinas e no cristalinas fraturam praticamente antes de qualquer deformao plstica;

O processo de fratura frgil consiste na formao e na propagao de trincas atravs da seo reta do material em uma direo perpendicular carga aplicada;

O crescimento das trincas em cermicas cristalinas por meio dos gros e ao longo dos planos cristalogrficos de elevada densidade atmica; A tenacidade fratura representa a capacidade do material em resistir fratura quando h a presena de uma trinca;

K Ic = Tenacidade a fratura em deformao planaY = Parmetro ou funo adimensional = Tenso Aplicadaa = Comprimento da trinca de superfcie Ensaio de TraoEnsaio de Flexo

Ensaio de Flexo

Resistncia FlexoCorresponde a tenso no momento da fratura quando se emprega o Ensaio de Flexo. Pode ser denominada ainda de: mdulo de ruptura, resistncia a fratura, ou resistncia a dobra.Seo Reta Retangular:Seo Reta Circular :rf = Resistncia a Flexo

Ff = Carga no momento da Fratura

Comportamento Elstico Relao linear entre a tenso e a deformao;

A inclinao da curva (coeficiente angular) na regio elstica o mdulo de elasticidade;

O mdulo de elasticidade para os materiais cermicos encontra-se entre 70 e 500 GPa.

Cermicas Cristalinas A deformao plstica das cermicas cristalinas ocorre atravs do movimento de discordncias;

Devido a natureza das ligaes qumicas (predominantemente inica) existem poucos sistemas de escorregamento ao longo dos quais as discordncias podem se mover;

Como as cermica so formada por ons a movimentao est sujeita as foras de atrao e repulso entre os ctions e nions.

Cermicas No-Cristalinas A deformao plstica das cermicas no-cristalinas ocorre atravs de um escoamento viscoso, da mesma maneira que os lquidos se deformam;

A taxa de deformao proporcional tenso aplicada;

Em resposta aplicao de uma tenso de cisalhamento, os tomos ou ons deslizam uns sobre os outros atravs da quebra e da reconstruo de ligaes interatmicas;

Cermicas No-Cristalinas A resistncia deformao em um material no-cristalino medida porintermdio de sua viscosidade.

= viscosidade [ P (poise) e Pa-s ] = tenso cisalhante v = velocidade Y = distncia

Mesmo aps sinterizao, h uma porosidade residual no material que tem influncia negativa sobre as propriedades mecnicas das cermicas.

E = Mdulo de Elasticidade

Eo = Mdulo de Elasticidade para o material sem porosidade

P = Frao volumtrica de porosidade

rf = Resistncia a Flexo

Eo = Resistncia a Flexo para uma material sem porosidade

n = constante experimental

A porosidade exerce efeito negativo sobre a resistncia flexo pois os poros reduzem a rea de seo reta atravs da qual a carga aplicada e tambm atuam como concentradores de tenso;

Parmetro utilizado quando se exige uma ao de abraso ou esmerilhamento, somente materiais cermicos com dureza knoop superior a 1000 so utilizados para esta funo.

Ensaios compressivos de fluncia a alta temperatura so conduzidos com o objetivo de determinar a deformao por fluncia;

O comportamento de fluncia tempo-deformao apresentado pelos materiais cermicos semelhante ao comportamento dos metais;