CERÂMICAS
Cerâmica vem da palavra gregakeramus que significa
coisa queimada
compostos de elementos metálicos e não metálicos, com
exceção do carbono. Podem ser simples ou complexos.
Exemplos: SiO2( sílica), Al2O3 (alumina), Mg3Si4O10(OH)2 
(talco)
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO
CARACTERÍSTICAS GERAIS
 Maior dureza e rigidez quando comparadas aos aços;  Maior resistência ao calor e à corrosão que metais e
polímeros;
 São menos densas que a maioria dos metais e suas
ligas;
abundantes e mais baratos;
covalente + iônica.
PROPRIEDADES TÉRMICAS
 capacidade calorífica ⇑ !
PROPRIEDADES TÉRMICAS Material Capacidade
e#pa"são t$rmica ((%C!&'#'&
Alumínio , -.) -01
Vidro de cal de soda 20 , '1
(olietileno -' )&-- .2
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
()%()*E+A+E' ,-).*CA' /Aplicação
0ma interessante aplicação1 2ue leva em conta as propriedades térmicas das cerâmicas1 é o seu uso na ind3stria aeroespacial4
,emperatura 5C 6 ,emperaturas de su#ida
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
()%()*E+A+E' EL-,)*CA' As propriedades elétricas dos materiais cerâmicos são muito variadas4 (odendo ser:
 isolantes: Alumina1 vidro de sílica 'i%$!
 semicondutores: 'iC1 B<C
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
 
 
Estáveis
Estrutura Cristalina  (ode ser definida pela:
 ma?nitude da car?a elétrica de cada íon  os tamanDos relativos dos ctions e ânions
 Cerâmicas estveis : todos os ânions estão em contato com os ctions4
Instável
 Númr! " C!!r"na#$!
(ara um n3mero de coordenação específico D uma ra7ão crítica rcra para a 2ual o contato entre os íons é mantido4
  >C rcra ?eometria   >C rcra ?eometria
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
 A relação rcra pode ser calculada por meio de uma anlise ?eométrica simples:
>C F &
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
Estrutura %ristalina & C!m! "trminar'  ,écnica da translação >C F G ou !:
 Corpo Centrado: H H H I I I  ace Centrada: H H H H I I I H I I I H  Base Centrada: H H H I I H
 E"emplo: Cs
 
 
Estrutura %ristalina "! ti(! A) & Sal*+ma
rc F r>a F H18H$ nm
ra F rCl F H188 nm
rcra F H1JG >C F G
,estando as translaçKes: CC
 
 
Estrutura %ristalina "! ti(! A) & Cl!rt! " C,si!
rc F rCs F H189H nm
ra F rCl F H188 nm
rcra F H1;< >C F
,estando as translaçKes: C'
Estrutura %ristalina "! ti(! A) & -ln"a " .in%!
rc F rn F H1H9< nm
ra F r' F H18< nm
 
)ede tetraédrica
Estrutura %ristalina "! ti(! Am)(
rc F rCa F H18HH nm
ra F r F H18&& nm
 
,estando as translaçKes: C'
C/l%ul!s "a "nsi"a" "a %r0mi%a
nM  F >3mero de unidades da fNrmula Cel40nitria
OAC F 'oma dos pesos atômicos de todos os ctions na unidade de fNrmula
OAA F 'oma dos pesos atômicos de todos os ânions na unidade de fNrmula
Vc  F Volume da célula unitria
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
Cr0mi%as 1 2as " sili%at!  Composta principalmente de Si e O;  Estrutura básica: SiO4 - tetraedro;
 A ligação Si-O é bastante covalente, mas a estrutura básica tem carga -4:
SiO4 -4;
 Várias estruturas de silicatos – diferentes maneiras dos blocos de SiO4 -4se
combinarem;
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
4i"r!s 1 2as " s3li%a
  A maioria desses vidros é produzida pela adição de óxidos (CaO e Na2O) à estrutura básica
SiO4 -4 – chamados modificadores da rede;
 Estes óxidos quebram a cadeia de tetraedros e
o resultado são vidros com ponto de fusão
menor, mais fáceis de dar forma;
 Alguns outros óxidos (TiO2 e Al2O3) substituem
os silício e se tornam parte da rede – chamados
óxidos intermediários.
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
Car2!n!  O Carbono não é uma cerâmica;  A grafita, uma de suas formas polimórficas, é alhures classificada como
cerâmica;
 A estrutura cristalina do diamante, outra forma polimórfica do C, é
semelhante à da blenda de zinco.
diamante ?rafite
 
 
E5m(l!s " nan!tu2!s
compNsitos reforçados com fi#ras
>ano/en?rena?ens
Im(r6i#7s m %r0mi%as  Defeitos pontuais:
 Defeito de Frenkel: par formado por uma lacuna de cátion e um cátion
intersticial;
 Defeito de Schottky: par formado por uma lacuna de cátion e outra de ânion.
Am#os não alteram a este2uiometria do composto
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
Im(r6i#7s m %r0mi%as  Defeitos pontuais – não estequiométricos: ocorrem quando um íon pode assumir mais de uma valência.
 Exemplo: No FeO o Fe tem geralmente valência +2. Se dois íons de Fe
com valência +3 ocupam a rede, então teremos menos íons de Fe
presentes e a estequiometria do material fica alterada.
 
 
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
Im(r6i#7s m %r0mi%as & Im(ur8as  Impurezas podem ser intersticiais ou substitucionais:
• Impureza substitucional – substituição de íon com carga elétrica semelhante;
 Impureza intersticial – o raio atômico da impureza deve ser pequeno em
comparação ao do ânion;
 Solubilidade de impurezas aumenta se os raios iônicos e as cargas da impureza e
dos íons hospedeiros é semelhante;
 A incorporação de uma impureza com carga elétrica diferente do íon hospedeiro
gera defeitos pontuais.
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
9 : M;%<I 9 : tns$! M : m!mnt! =t!r m/5im! I : m!mnt! " in,r%ia "a
s%#$! rta trans>rsal % : "ist0n%ia ntr a lin?a
nutra a su(r63%i "! %!r(! " (r!>a
Secção retangular 
Secção circular 
 
 
D6!rma#$! (l/sti%a m %r0mi%as  Cerâmicas Cristalinas:
 O deslocamento de discordâncias é muito difícil – íons com mesma carga
elétrica são colocados próximos uns dos outros –REPULSÂO;
 No caso de cerâmicas onde a ligação covalente predomina o escorregamento
também é difícil –LIGAÇÃO FORTE.
 Cerâmicas Amorfas:
 Materiais se deformam porESCOAMENTO VISCOSO.
  A resistência à deformação em um material não-cristalino é medida por
intermédio de sua viscosidade.
Estruturas e Propriedades das Cerâmicas
In=u@n%ia "a (!r!si"a"  A ruptura de materiais cerâmicos resulta de falhas estruturais:
 Fissuras superficiais geradas no acabamento da peça;
 poros: reduzem resistência mecânica do material.
E F EH8 R 81;( S H1;($!T rf F T H e"p /n(!
T H e n F constantes e"perimentais