Aplicações dos materiais
cerâmicos
Classificação dos materiais cerâmicos
Usinagem - compósitos
• Metal duro: (WC, TiC
TaC + Co)
• Cermets: (TiC, MoC +
Ni)
Usinagem - cerâmicos
• CBN – Nitreto cúbico
de boro
• Al2O3 + TiC
• Si3N4 - Nitreto de
silício)
Importância dos materiais cerâmicos no
processo de usinagem
Abrasivos
Variações da Alumina empregada para
abrasivos e outras aplicações
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Al2O3 – Branca > 99% de pureza
Al2O3 – Marrom ~ 3% de TiO2
Al2O3 – Rosa < de 0.5% de Cr2O3
Al2O3 + ZrO2 (maior tenacidade)
+ 25% de ZrO2
+ 40% de ZrO2
+ 30% de ZrO2 + 5% de TiO2
Componentes mecânicos - Rolamentos
• Si3N4 - Nitreto de
silício)
Componentes mecânicos – discos
de freio
• Sialon (nitreto de
silício + óxido de
alumínio + nitreto de
alumínio)
Componentes mecânicos – discos de freio
• Sialon (nitreto de
silício + óxido de
alumínio + nitreto
de alumínio)
Motores, turbinas e compressores
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Si3N4 - Nitreto de silício)
ZrO2 + CaO (P.S.Z. Partially Stabilized Zirconia)
SiC- carbeto de silício
Al2O3 + ZrO2 ( T.T.A. Transformation Toughened Alumina)
L.A.S. Silicato de Alumínio e Lítio (baixa expansão térmica)
UTILIZAÇÃO POTENCIAL DE CERÂMICOS EM
MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
Motores, turbinas e turbo
compressores
• Rotor de turbina
de NITRETO DE
SILÍCIO (Si3N4)
Blindagens e coletes a prova de bala
Sensor de oxigênio – ZrO2 + CaO
Facas cerâmicas -ZrO2 + CaO
Filtro cerâmico para fundição de
aço e ferro fundido - ZrO2
Ônibus espacial
Ônibus espacial
• Muito alta temperatura:
compósito reforçado de
carbono com carbono.
• Alta temperatura: C +
SiC (+O2 do ar forma
SiO2).
• Menor temperatura:
Sílica porosa (recoberta
com SiO2 93% + B2O3 –
óxido de Boro 5% +
Silicato de Boro 2%)
Cerâmicos Usadas em
aplicações Biomédicas
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Cerâmica
Formula
caracteristica
Alumina
Al2O3
Bioinerte
Zirconia
ZrO2
Bioinerte
Hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2 Bioativa
Cerâmicos como Biomateriais
Materiais cerâmicos
biocompatíveis - Implantes
• Hidroxiapatita [ Ca10(PO4)6
(OH)2]
• Por exemplo, uma das cerâmicas
mais promissoras começa com
uma mistura pulverulenta de
compostos de cálcio e fosfato.
(CaO e P205). Schowengerdt e
Moore aquecem a mistura a 2600
ºC. CaO e P2O5 reagem para
produzir fosfato de cálcio
(II) Ca3(PO4)2, uma substância
bastante similar (em termos
químicos) a um osso real. A
reacção também produz calor e
produtos secundários gasosos
que naturalmente formam poros
O osso natural cresce nos poros de
um implante protótipo de cerâmica
Catalisadores
• Cordierita – [2MgO2Al2O3-5SiO2]
Fibras refratárias cerâmicas
Fibras refratárias cerâmicas
Fibras refratárias cerâmicas
Outras aplicações
• Bicos para jateamento de
areia
• Ferro fundido: Resiste de
6 a 10 horas de utilização
• WC (carbeto de
tungstênio) : Resiste
entre 250 a 400 horas de
utilização.
• B4C (carbeto de boro):
Resiste até 1000 horas
de utilização.
• Bicos para corte por água
a alta pressão, em geral
contendo pós abrasivos.
• Safira (alumina )
• Bicos para jateamento de
areia de alumina (abaixo)