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Ensaios Mecânicos em Materiais Cerâmicos: entenda sua importância

Por possuírem uma vasta gama de aplicações, os materiais cerâmicos estão cada vez mais presentes no nosso cotidiano e vão muito além do material de construção. Azulejos, peças decorativas, implantes dentários, fibras ópticas ou ferramentas de cortes são produtos cerâmicos que muitas vezes passam despercebidos por nós.

Os materiais cerâmicos são constituídos por elementos metálicos e não-metálicos. A matéria-prima necessária para a produção desses materiais pode ser natural, como a argila e seus derivados ou sintética como os óxidos, carbetos e nitretos.

Algumas de suas características como dureza, fragilidade, baixos valores de condutividade térmica e elétrica são resultado da natureza de suas ligações que são de caráter misto iônico-covalente, e que em parte é responsável por definir o tipo de estrutura cristalina do material.


Cabe destacar, que os materiais cerâmicos são classificados em dois grupos: cerâmica tradicional e cerâmica avançada.


Produtos à base de argila classificam-se como cerâmicas tradicionais, que são a cerâmica vermelha como telhas, tijolos, blocos, lajes, elementos vazados e a cerâmica branca como louças sanitárias e de mesa. Neste grupo também estão presentes os azulejos, revestimentos e porcelanatos, estes apresentam características como resistência à ruptura, resistência à abrasão e dilatação térmica.


A cerâmica avançada por sua vez, é produzida a partir de materiais de extrema pureza tais como óxidos, carbetos e nitretos. Dessa forma, o produto final apresenta propriedades avançadas como resistência à temperaturas elevadas e à produtos corrosivos, o que permite sua aplicação em diversos setores, incluindo desde a indústria bioquímica, aeroespacial, têxtil, petroquímica, óptica, automotiva, eletroeletrônica até a indústria alimentícia e muitas outras. Além do desempenho superior, produtos de cerâmica avançada apresentam vantagens como resistência à choques mecânicos, oscilações de temperatura, umidade, longa duração e muito mais.

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Por que é importante compreender o comportamento mecânico destes materiais?


Durante o processo de fabricação dos materiais cerâmicos muitos fatores contribuem para as características finais.

Sabe-se que estes materiais são frágeis, portanto, estão sujeitos a defeitos como porosidade, trincas e fendas internas ou superficiais que afetam as propriedades do produto final. Dessa forma, a fim de determinar as propriedades mecânicas deles, faz-se necessário realizar ensaios mecânicos que, por sua vez reproduzem o comportamento do material quando submetido a esforços em função de tensões ou deformações.

  • O ensaio de compressão é realizado com o intuito de observar o comportamento desses materiais e suas propriedades em determinadas situações uma vez que avalia como o material reage ao ser pressionado até sua ruptura. Em outras palavras, o ensaio de compressão nada mais é que a aplicação de uma carga compressiva uniaxial em um corpo de prova.

  • O instrumento utilizado para o ensaio de compressão é o mesma do ensaio de tração, alterando somente as condições de fixação do corpo de prova.

  • O ensaio de flexão por sua vez fornece dados quantitativos a respeito da deformação de materiais cerâmicos, como deflexão máxima de ruptura, os módulos de ruptura, elasticidade e tenacidade. Este ensaio é utilizado como teste alternativo para o de tração já que apresenta dificuldades para ser realizado em materiais cerâmicos.


Tendo em vista que os materiais cerâmicos são utilizados em diversos setores de mercado e que um simples defeito compromete toda sua estrutura, torna-se clara a importância de realizar ensaios mecânicos com o intuito de determinar as propriedades do material, controlar a qualidade além de auxiliar na seleção da melhor matéria-prima para seu produto. Entre em contato conosco para mais informações!



Referências: http://www.fem.unicamp.br/~caram/6.%20MATERIAIS%20CERAMICOS%20GRAD.pdf

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