• Drano Rauteon

CTM: Cerâmicas e Vidros - PARTE 1

Atualizado: 14 de nov.

Vamos trazer nesta publicação a concatenação de informações sobre os minerais que compõem o Vidro e a Cerâmica!


Isto vai muito além de uma explicação de aula de Química do Ensino Médio. Pra nós, basta olhar pra um objeto e dizer "é vidro" ou "é de cerâmica", por exemplo. Mas isto vai muito além destes simples nomes.


Assim como plásticos e borrachas, a indústria química desenvolveu várias combinações de materiais, criando vários tipos de ligas metálicas diferentes, enfim, materiais que se encaixam nas mais diversas aplicações. O vidro e a cerâmica estão entre as criações Humanas mais 'jurássicas', por assim dizer.


Mas para sabermos definir a qualidade de um produto, saber o que estamos comprando, precisamos conhecer as combinações destes materiais, as qualidades e defeitos que cada um possui e a vantagem e desvantagem de utiliza-los.


Outra coisa fácil de se observar na população leiga e até entre profissionais de diversos ramos é que muitos não conhecem de fato o produto que estão utilizando (ou pelo menos insistem em utilizar termos errados).


Nesta série de artigos, com a concatenação de informações selecionadas em vários sites, escritas por vários autores, trago a explicação resumida sobre vidros e cerâmicas e exemplos de utilização na indústria, com enfoque na elétrica, eletrônica e automobilismo.

Neste tópico vamos classificar os elementos que compõem a cerâmica e o vidro. A princípio vamos começar com duas estruturas principais: os Óxidos e os Carbetos.

Ao longo do tempo, o texto vai sendo estendido e trará mais informações relevantes sobre Nitretos, bem como sobre Óxido de Boro e afins.


Óxidos


Primeiro, apreciamos um pouco da Tabela Periódica... :v

Imagem 1 - Nosso pequeno catálogo de riquezas


Alguns elementos químicos da Tabela Periódica são extremamente abundantes no planeta Terra. Um deles, em especial, é fundamental para que a vida nesse planeta continue: o Oxigênio.

Ele não só está presente na nossa atmosfera, mas também na água que bebemos e no copo de vidro que você usa pra beber a água, ou então na cerâmica da xícara que você usa pra tomar café, ou chá... O fato é que ele não recusa união, se combina com qualquer coisa, e dessas combinações surgem minerais abundantes na natureza.

Em palavras mais profundas, um Óxido é um composto químico binário formado por átomos de Oxigênio com outro elemento, porém, em que o Oxigênio é o mais eletronegativo.


OBSERVAÇÃO: Nos óxidos, o elemento mais eletronegativo deve ser o Oxigênio. Compostos como o OF2 ou O2F2 não são óxidos, pois o Flúor é mais eletronegativo, tornando-os conhecidos como 'Fluoretos de Oxigênio'.


Os Óxidos possuem uma grande classificação, da qual vamos tratar apenas de algumas principais...


Óxidos Básicos: Os de caráter mais básico são os Óxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos. São Óxidos em que o elemento ligado ao Oxigênio é um metal com baixo número de oxidação (+1 e +2, exceto Pb, Zn, Al, Sb e Sn, os quais formam sempre óxidos Anfóteros).


Os óxidos básicos possuem estrutura iônica devido à diferença de eletronegatividade entre o metal (que é baixa) e o Oxigênio (que é alta), e por terem este caráter iônico apresentam estado físico sólido. Alguns exemplos:

-> Na2O - Óxido de Sódio;

-> CaO - Óxido de Cálcio;

-> BaO - Óxido de Bário;

-> CuO - Óxido de Cobre (óxido cúprico);

-> Cu2O - Óxido de Cobre (I - óxido cuproso/cuprita);

-> FeO - Óxido de Ferro (II - óxido ferroso).


Óxidos Anidridos: São óxidos em que, geralmente, o elemento ligado ao oxigênio é um ametal. Possuem estrutura covalente, pois a diferença de eletronegatividade entre o Oxigênio e o outro elemento não é tão grande. Resultam da desidratação dos ácidos e, por isso, são chamados também de 'Anidridos de ácidos'. Alguns exemplos:

-> CO2 - Dióxido de Carbono (Anidrido carbônico);

-> SO2 - Dióxido de Enxofre (Anidrido sulfuroso);

-> SO3 - Trióxido de Enxofre (Anidrido sulfúrico);

-> Cl2O - Óxido de Cloro (Anidrido hipocloroso);

-> SiO2 - Dióxido de Silício (Anidrido silícico).


Óxidos Anfóteros: São Óxidos de metais de transição e semi-metais, que apresentam número de oxidação igual a 3+ ou 4+, capazes de reagir tanto com ácidos quanto com bases, fornecendo sal e água. Por esta classe ter propriedades intermediárias entre os Óxidos ácidos e os Óxidos básicos, os compostos aqui, à depender do metal ligado ao Oxigênio, podem ter predominância do caráter ácido ou básico.


O caráter ácido do Óxido aumenta à medida que seu elemento formador aproxima-se, na tabela periódica, dos não-metais.


O caráter básico do Óxido aumenta à medida que o elemento formador aproxima-se dos metais alcalinos e alcalino-terrosos.


A estrutura dos Óxidos anfóteros pode ser iônica ou covalente. Alguns exemplos:

-> SnO - Óxido de Estanho;

-> SnO2 - Dióxido de Estanho;

-> Fe2O3 - Trióxido de Ferro;

-> ZnO - Óxido de Zinco;

-> Al2O3 - Trióxido de Alumínio.


CURIOSIDADE: Os óxidos de Pb, Zn, As, Sb e Sn, independente de seus números de oxidação são classificados como Óxidos Anfóteros.

Os Anfóteros são formados pelos elementos Al, Zn, Pb, Sn, Sb, As e Bi.


CURIOSIDADE: Alguns destes minerais recebem nomes mais amigáveis do que aqueles esquisitos utilizados pela ciência, tais como:

-> Silica (Silício + Oxigênio);

-> Alumina (Alumínio + Oxigênio);

-> Zircônia (Dióxido de Zircônio);

-> e o Cal (Óxido de Cálcio).


Alguns permanecem com seus nomes originais, como por exemplo:

-> Óxido de Zinco;

-> Óxido de Magnésio;

-> Óxido de Potássio;

-> Dióxido de Titânio...


Mas nem tudo são flores, e nomes como a Silica trazem consigo várias classes diferentes de Óxidos de Silício, mais especificamente seis, definidos de acordo com sua estrutura cristalina. Então vamos mostrar alguns dos minerais de...


Silica


Nesossilicatos: tetraedros de Silício e Oxigênio separados, unidos através de um cátion. Exemplos são:


-> Grupo da Fenaquite:

Fenaquite;

Willemite;


-> Grupo da Olivina:

Forsterite;

Faialite;


-> Grupo da Granada:

Piropo;

Almandina;

Espessartite;

Grossulária;

Andradite;

Uvarovite;

Hidrogrossulária;


-> Grupo do Zircão (Não confundir com Zircônia):

Zircão;

Torite;


-> Grupo Al2SiO5:

Andaluzita;

Cianita;

Silimanita;

Dumortierita;

Topázio;

Estaurolita;


-> Grupo da Humita:

Datolita;

Titanita;

Cloritóide;


Sorossilicatos: tetraedros de Silício e Oxigênio em duplas. Exemplos são:

Hemimorfita;

Calamina;

Lawsonita;

Ilvaíte;

Vesuvianita (idocrase);


-> Grupo do Epídoto:

Zoisite;

Clinozoisite;

Epídoto;

Alanita;


Ciclossilicatos: arranjo em forma de anéis. Exemplos são:

Axinita;

Berilo;

Cordierita;

Turmalina;


Inossilicatos: tetraedros organizados em cadeias, sendo estas simples ou duplas. Exemplos são aqueles de cadeia simples e os de cadeia dupla:

-> Grupo da Piroxena:

Enstatita - série da ortoferrosilita:

Enstatita;

Bro;

Hiperstena;

Clinohiperstena;


-> Pigeonita:

Série Diópsido - hedenbergita:

Diópsido;

Hedenbergita;

Johannsenita;

Augita;


Série das piroxenas sódicas:

Jadeíta;

Onfacita;

Acmita (aegirina);

Espodúmena;


-> Grupo dos piroxenóides:

Wollastonita;

Rodonita;

Pectolita;


-> Grupo da anfíbola:

Antofilita (Fonte de Amianto);

Série da Cummingtonita;

Cummingtonita;

Grunerita;

Série da Tremolita;

Tremolita (Fonte de Amianto);

Actinolita (Fonte de Amianto);

Horneblenda;


-> Grupo das Anfíbolas sódicas:

Glaucofano;

Riebeckita;

Crocidolita;

Arfvedsonita;


Filossilicatos: arranjo em forma de folhas tetraédricas. Exemplos são:

Talco;

Pirofilita;


-> Grupo das Serpentinas:

Antigorita;

Crisótilo (Fonte de Amianto);


-> Grupo das argilas:

Caulinita;

Esmectita;

Montmorillonita;

Ilita;


-> Grupo das micas:

Moscovita;

Flogopita;

Biotita;

Lepidolita;

Margarita;


-> Grupo da clorita:

Apofilita;

Prehnita;


Tectossilicatos: tetraedros em arranjo tridimensional.

Petalita;

Analcima;


-> Grupo do quartzo:

Quartzo;

Tridimita;

Cristobalita;


-> Grupo dos feldspatos:

Feldspatos potássicos:

Microclina;

Ortoclase;

Sanidina;


Feldspatos da série da plagioclase:

Albita;

Oligoclase;

Andesina;

Labradorita;

Bytownita;

Anortita;


-> Grupo dos feldspatóides:

Leucita;

Nefelina;

Sodalita;

Lazurita;


-> Grupo da escapolita:

Marialita;

Meionita;


-> Grupo dos zeólitos

Natrolita;

Chabazita;

Heulandita;

Estilbita;


Todos os minerais desta lista mostram o quão abundante é o Silício na natureza. Mas vamos focar neste texto as explicações sobre um punhado deles, especificamente os mais utilizados na indústria automobilística e eletrônica.


OBSERVAÇÃO: O foco deste texto é tratar sobre cerâmicas e vidros, no entanto, é conveniente trazer outras aplicações populares para alguns tipos de silica, até para que se entenda melhor este e outros textos aqui do HC:


CURIOSIDADE: O Asbesto (da palavra grega ἀσβεστος, significando "indestrutível", "imortal", "inextinguível") ou amianto (do grego αμίαντος, significando "puro", "sem sujidade", "sem mácula") é uma designação comercial genérica para a variedade fibrosa de sais minerais metamórficos encontrados em minerais do grupo das Anfíbolas / Anfíbolas sódicas (classe dos Inossilicatos) e no grupo das Serpentinas (classe dos Filossilicatos) e utilizados em vários produtos comerciais. O Brasil sempre foi um grande produtor da variante Crisótilo (das Serpentinas) até a proibição deste material.


Trata-se de um material com grande flexibilidade e resistência química, térmica (pode resistir a até 1000 °C), elétrica e à tração muito elevadas, e que além disso pode ser tecido.


O material é constituído por feixes de fibras. Estes feixes são constituídos por fibras extremamente finas e longas facilmente separáveis umas das outras com tendência a produzir um pó de partículas muito pequenas que flutuam no ar e aderem às roupas. As fibras podem ser facilmente inaladas ou engolidas podendo causar graves problemas de saúde.


A fibra de Amianto foi muito utilizada na indústria automobilística para materiais de atrito (lona de freio e lona de embreagem, por exemplo), bem como em peças de vedação do motor e sistema de admissão e escape (juntas de cabeçote e juntas de coletores), até que as variantes provenientes da classe das Anfíbolas (conhecidos como Amianto Azul ou Marrom) fossem banidas no Brasil em 1991 e a variante Crisótilo (das Serpentinas) fosse banida por aqui em 2017.


Em 2012, a Chery foi notificada pelo modelo Cielo e Tiggo utilizarem duas juntas de vedação do motor feitas com um compósito incluindo fibra de Amianto. Mesmo os veículos estando homologados para o país, a montadora voluntariamente fez o Recall de 12.462 unidades.


CURIOSIDADE: Talco é um mineral argiloso da classe dos Filossilicatos, composto de Silicato de Magnésio Hidratado com a fórmula química Mg3Si4O10(OH)2. Ocorre na natureza como massas foliadas a fibrosas e em uma forma cristalina excepcionalmente rara. Tem uma perfeita clivagem basal e uma fratura plana desigual. Este mineral é usado como agente espessante e lubrificante, além de aditivo para compósitos poliméricos, mais especificamente aqueles com base em resina de Polipropileno (PP).


Um problema particular com o uso comercial do Talco é sua localização frequente em depósitos subterrâneos com minério de Asbesto. Existe um punhado de variedades de Amianto, sendo o mais comum no meio industrial o amianto branco, do grupo das Serpentinas. Os minerais serpentinos são silicatos de folha, e embora não seja da família das Serpentinas, o Talco também é um silicato de folha, com duas folhas conectadas por cátions de Magnésio.


A co-localização frequente de depósitos de Talco com Amianto pode resultar em contaminação, que apresenta sérios riscos à saúde quando o pó é disperso no ar e inalado. O controle de qualidade rigoroso desde 1976, incluindo a separação de Talco de grau cosmético e alimentício do Talco de grau "industrial" eliminou em grande parte esse problema, mas continua sendo um risco potencial que exige mitigação na mineração e processamento da Silica de Magnésio.


CURIOSIDADE: A Mica é um grupo de minerais pertencente a classe dos Filossilicatos. Dentro deste grupo encontram-se os silicatos hidratados de Alumínio, Potássio, Sódio, Ferro, Magnésio e, por vezes, Lítio, cristalizado no sistema monoclínico, com diferentes composições químicas e propriedades físicas.


No grupo das Micas encontram-se a biotita, moscovita, lepidolita, flogopita (um tipo de biotita) e a margarita. Para ser utilizado em capacitores, um mineral da classe das Micas passa por um processo de laminação (já que possuem uma clivagem fácil) para então serem intercaladas com os eletrodos. Por ser mais flexível, é menos quebradiço que o vidro e um excelente dielétrico. O que a tornou pouco utilizada foi a baixa incidência do mineral na crosta terrestre e, em partes, a dificuldade de miniaturização destes componentes, o que ocasionou na descoberta de um grande substituto em forma de cerâmica: O Dióxido de Titânio e suas variantes.


Para saber mais sobre os capacitores de Mica, CLIQUE AQUI!


Agora vamos para aquele que pode ser considerado o segundo mais comum:


Alumina


Imagem 2


A Alumina, que em sua forma cristalina é chamada "Coríndon" ou "Corundum" provém do minério Bauxita, que é composto predominantemente pelos minerais:

-> Diásporo - αAlO(OH);

-> Boehmita - γAlO(OH);

-> Gibbsita - Al(OH)3;

-> Óxidos de Ferro goethita e hematita,

-> Caulinita (do grupo das Argilas);

-> e pequenas quantidades de Anatásio (TiO2).


Também pode ser encontrada com impurezas em pedras preciosas, como é caso do Rubi e da Safira. Assim como nas silicas, as aluminas são classificadas de acordo com a formação geométrica de sua cadeia cristalina, havendo então os tipos mais comuns:


Alfa-Alumina;


Beta-Alumina;


Delta-Alumina;


Ípsilon-Alumina;

Zeta-Alumina.


CURIOSIDADE: O Óxido de Alumínio é um Óxido Anfótero, reagindo tanto com ácidos quanto com bases e é responsável pela resistência às intempéries do alumínio metálico. O metal Alumínio é muito suscetível ao Oxigênio atmosférico e uma camada fina de Óxido se forma rapidamente na superfície exposta do metal. Essa camada o protege de oxidação mais profunda. A espessura e as propriedades da camada de Óxido podem ser melhoradas por meio de um processo chamado de anodização.

Para saber mais sobre as ligas metálicas de Alumínio e exemplos de uso, CLIQUE AQUI!


O Óxido de Alumínio é um excelente isolador térmico e elétrico, com uma condutividade térmica na faixa dos 28 W / mK.


OBSERVAÇÃO: O foco deste texto é tratar sobre cerâmicas e vidros, no entanto, é conveniente trazer outras aplicações populares para o Óxido de Alumínio, até para que se entenda melhor este e outros textos aqui do HC:


CURIOSIDADE: O isolamento elétrico da Alumina pura pode ser evidenciada em capacitores eletrolíticos de Óxido de Alumínio. Eles não têm nada a ver com capacitores cerâmicos, no entanto, uma simples face oxidada de uma chapa de Alumínio forma um excelente dielétrico. Para saber mais sobre estes capacitores, CLIQUE AQUI!


Dióxido de Titânio


Este material pode ser encontrado em alguns tipos de minerais, tais como:

-> Rutilo;

-> Anatásio;

-> Akaogiite;

-> Brokkite.


O Rutilo, descrito pela primeira vez em 1803 por Abraham Gottlob Werner, é a forma mais comum de Dióxido de Titânio, sendo um mineral acessório comum em rochas metamórficas de alta temperatura e alta pressão e em rochas ígneas, tornando-se comum encontra-lo com até 10% de Ferro e quantidades significativas de Nióbio e Tântalo. Seu nome deriva do latim 'rutilus', que significa vermelho, em referência à cor observada em alguns espécimes quando vistos pela luz transmitida. Já os outros minerais são muito mais raros de se encontrar.


O Rutilo tem um dos mais altos índices de refração em comprimentos de onda visíveis se comparado com qualquer outro cristal conhecido e também exibe uma birrefringência particularmente grande e alta dispersão.


Para saber mais sobre refração, birrefringênia e dispersão de luz, comece CLICANDO AQUI!


Zircônia


É um material branco cristalino. A sua forma mais natural, com uma estrutura cristalina monoclínica, é o principal componente do mineral Baddeleíta. É um composto que, quando processado - e até mesmo misturado / dopado com outros compostos / elementos -, pode dar origem a cerâmicas técnicas de alta qualidade.


Um outro exemplo é o composto criado em laboratório que origina as cerâmicas de Pb(Zr,Ti)O3 (Titanato Zirconato de Chumbo - PZT), que representam um sistema pseudo-binário formado pela solução sólida dos sistemas antiferroelétrico PbZrO3, com simetria romboédrica e ferroelétrico PbTiO3, com simetria tetragonal. Este sistema cerâmico tem sido amplamente estudado e utilizado em aplicações tecnológicas devido às suas excelentes propriedades dielétricas, ferroelétricas, piezoresistivas e piroelétricas.


Com o intuito de otimizar e adequar algumas de suas propriedades para aplicações específicas, as cerâmicas ferroelétricas de PZT podem ser modificadas através da dopagem com diferentes aditivos (dopantes iso- ou heterovalentes). Um dos sistemas que abrange um amplo espectro composicional é o sistema PLZT (PZT modificado com Lantânio). A adição do Lantânio na estrutura do PZT tem possibilitado efeitos positivos em algumas das propriedades básicas do material, tais como o alargamento do ciclo de histerese, diminuição do campo coercitivo (Ec), aumento da constante dielétrica, comportamento difuso da transição de fase, máximo fator de acoplamento e aumento da transparência óptica.


Óxido de Zinco


O Óxido de Zinco é um composto químico Anfótero de cor branca. Sua fórmula é ZnO e é pouco solúvel em água, porém, muito solúvel em ácidos.


OBSERVAÇÃO: O foco deste texto é tratar sobre cerâmicas e vidros, no entanto, é conveniente trazer outras aplicações populares para o Óxido de Zinco, até para que se entenda melhor este e outros textos aqui do HC:


CURIOSIDADE: Assim como o Talco, o Carbonato de Cálcio e o pó de vidro, o Óxido de Zinco em pó é uma 'carga branca' utilizada como reforço em compósitos à base de polímeros, servindo como aditivo anti-UV e até melhorando propriedades anti-estáticas de peças de borracha.


Cal


O Cal nada mais é do que o Óxido de Cálcio, que é extraído do Calcário. Em condições ambientes, é um sólido branco e alcalino, afinal, na Tabela periódica o Cálcio está na Família 2A, dos metais Alcalino-Terrosos.


O Calcário é uma rocha sedimentar que contém minerais com quantidades acima de 30% de Carbonato de Cálcio (aragonita ou calcita). Quando o mineral predominante é a dolomita (CaMg{CO3}2 ou CaCO3•MgCO3) a rocha calcária é denominada "calcário dolomítico".


CURIOSIDADE: As principais impurezas que o Calcário possui são as sílicas, fosfatos, carbonato de Magnésio, gipso, hematita e magnésio, sulfetos, sulfato de ferro, dolomita e matéria orgânica, entre outros.


OBSERVAÇÃO: O foco deste texto é tratar sobre cerâmicas e vidros, no entanto, é conveniente trazer outras aplicações populares para os componentes do Calcário, até para que se entenda melhor este e outros textos aqui do HC:


CURIOSIDADE: O Carbonato de Cálcio é uma 'carga branca' que concorre diretamente com o Talco como aditivo mineral em compósitos à base de polímeros, em especial a resina de Polipropileno (PP).


Óxido de Sódio


O óxido de Sódio é um sólido cristalino branco e alcalino, afinal pertence à Familia 1A da Tabela Periódica, que possui apenas elementos Alcalinos. O Na2O tem um peso molecular de 61,98 g / mol, uma densidade de 2,27 g / ml e um ponto de fusão de 1275 °C.


Carbetos


Assim como com os Óxidos, Carbetos são substâncias inorgânicas binárias (formadas por apenas dois elementos). Neste caso o Carbono é o elemento químico mais eletronegativo, ou seja, é o ânion do composto que está acompanhado de um elemento de natureza metálica.


Carbetos Iônicos: Também são conhecidos como carbetos salinos. Por apresentarem um forte caráter iônico, são sólidos. São formados pelos elementos dos grupos 1 e 2 da Tabela Periódica e também com o Alumínio, sendo estes elementos altamente eletropositivos e o Carbono, portanto, com uma carga negativa.


Os principais carbetos iônicos são:

-> Carbeto de Lítio (Li4C);

-> Carbeto de Berílio (Be2C);

-> Carbeto de Magnésio (Mg2C3);

-> Carbeto de Cálcio (CaC2);

-> e o Carbeto de Alumínio (Al4C3).


Carbetos Covalentes: São formados entre o carbono e elementos com aproximadamente a mesma eletronegatividade que ele. Os exemplos mais importantes deste grupo são:

-> Carbeto de Silício (SiC);

-> Carbeto de Boro (B4C);

-> e o Carbeto de Tungstênio (WC).


Estas substâncias podem ser muito duras devido às ligações covalentes formadas nas três dimensões.


Neste texto, será detalhado apenas os Carbetos mais comuns na indústria eletrônica e mecânica. O conteúdo será atualizado ao longo do tempo com mais informações técnicas de outros materiais.


Carbeto de Silício


Também conhecido como Carborundum (ou Carbundo), o SiC é um material feito industrialmente, já que sua forma mineral Moissanite é um cristal extremamente raro, porém, presente no mercado de jóias e sendo conhecido como "pseudodiamante" ou "imitação de diamante".


Em 1824, Jöns Jacob Berzelius, cientista sueco, sugeriu pela primeira vez a existência da ligação entre átomos de Silício e Carbono. Entretanto, apenas em 1891, o primeiro processo de fabricação industrial do material foi desenvolvido. Tal avanço tecnológico foi realizado de forma acidental por Edward Goodrich Acheson, assistente de Thomas A. Edson, durante um experimento onde se buscava sintetizar diamante a partir de Argila e Carbono.


Acheson acreditou que o produto de seu experimento era uma combinação do carbono (carbon) e da alumina (corundum) proveniente da Argila, o que o levou a nomeá-lo "carborundum". Anos depois se concluiu que esse composto sintetizado era na verdade a combinação de átomos de Silício e Carbono, mas o nome permaneceu.


O principal meio de produção industrial do SiC é até hoje o Processo Acheson, onde fontes de Carbono e Sílica são misturadas e levadas à altas temperaturas (próximas a 2600 ~ 3000 °C). Neste processo, dois eletrodos são conectados através de uma resistência, usualmente de grafite, envoltos por uma mistura de coque ou carvão (como fontes de Carbono) e Quartzo (como fonte de Sílica). A mistura é aquecida eletricamente para a formação do SiC.


O SiC é encontrado em duas estruturas principais:


-> α-SiC: O α-SiC é a forma estável do Carbeto de Silício, apresentando célula unitária hexagonal ou romboédrica. Importante salientar que este material apresenta politipismo, fenômeno no qual fases termodinamicamente idênticas apresentam estruturas de empilhamento atômico diferentes. São conhecidos aproximadamente 250 politipos de α-SiC, apresentando propriedades e características ligeiramente diferentes. Desta maneira, o produto final (SiC beneficiado) é uma mistura de diversos politipos e uma combinação das propriedades e características de cada politipo.


-> β-SiC. O β-SiC é uma estrutura cristalina transitória não estável a temperatura ambiente, podendo existir nessas condições de forma metaestável por meio de processos especiais em escala laboratorial. Sua formação ocorre em temperaturas inferiores a 2100 °C e sua estrutura cristalina é a cúbica de face centrada. Esta forma de SiC é única, não apresentando politipos.


OBSERVAÇÃO: O foco deste texto é tratar sobre cerâmicas e vidros, no entanto, é conveniente trazer outras aplicações populares para o Carbeto de Silício, até para que se entenda melhor este e outros textos aqui do HC:


CURIOSIDADE: O uso do SiC está sendo grande na microeletrônica, já que ele pode ser um semicondutor melhor que o Silício puro para a construção de transistores. Para saber mais sobre semicondutores e a usabilidade do SiC, CLIQUE AQUI!


CURIOSIDADE: O Carbeto de Silício é utilizado como uma fonte de Silício e Carbono em ligas ferrosas quando comparado a outras fontes destes elementos. Além do mais, o SiC proporciona um aumento da nucleação em ferro fundido e consequentemente melhora a qualidade final do produto e também proporciona uma redução de custo no processo. Sendo assim, este material torna-se uma boa alternativa no processo produtivo de ligas ferrosas. Para saber mais sobre as proporções de Silício e Carbono em ligas ferrosas, CLIQUE AQUI!

Para além de tudo o que foi escrito até aqui, outros Óxidos, tal como o Óxido de Sódio, Óxido de Potássio, Óxido de Lítio, Óxido de Bário e Óxido de Boro são amplamente utilizados pela indústria do vidro e da cerâmica, sendo que cada um deles traz benefícios ou malefícios ao composto, dependendo da aplicação. Outros, tal como o Óxido de Chumbo e o Óxido de Arsênio já possuem muito pouco uso, dado o prejuízo que provocam ao meio ambiente. Mas, quanto a aplicação e composição, veremos na prática com vários exemplos de uso do vidro e da cerâmica que serão mostrados na sequência desta série.


Cerâmicas e vidros não são tão simples quanto parecem. Além de existirem centenas e centenas de tipos diferentes para aplicações específicas, não há uma designação clara do que é o que, e cabe a nós pesquisar e estudar pra distinguir aquilo que está na nossa frente sem se utilizar de nomes / termos vagos ou chulos.

No Google podem ser encontradas milhares de patentes de composições de vidros feitas pela General Electric, Panasonic, OSRAM/Sylvania; Corning Glass, Schott, Nippon e diversas outras empresas do setor de tecnologia, basta pesquisar. Sendo assim, não é tão fácil distinguir um composto de vidro tal como um plástico (que já tem suas dificuldades para distinção).


Tal como aconteceu com o artigo sobre plásticos e borrachas, que começou com um e se tornou uma série de publicações, ou dos artigos sobre metais, que já são uma série desde a concepção, esta publicação se tornará, em breve, uma série de capítulos cada vez mais densos de informação, afim de enriquecer cada vez mais nossa sabedoria não apenas sobre CTM, mas sobre o funcionamento de (quase) tudo!


Pra sugestões, dúvidas ou reclamações, mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com.


Compartilhe este conteúdo nas redes sociais!

 

FONTES e CRÉDITOS


Texto: Leonardo Ritter


Imagens e gráficos: Google Imagens; Canal da Peça; Bosch; Brasil Escola.


Fontes: Brasil Escola; Mundo Educação; Scielo.br (sobre os catalisadores 3-vias); Auto Papo (sobre os catalisadores 3-vias, SCR e DOC); MTE-Thomson (catalisadores com ARLA e sondas Lambda); Canal da Peça (Velas NGK e sensores MAP piezoresistivos); Bosch (estrutura das velas de ignição); MACEA Cerâmica Técnica Avançada (sobre SiC, WC e PZT); Cimm cerâmicas; Ceraltec cerâmicas (sobre a Alumina); Associação Brasileira de Cerâmicas - ABCERAM; Revista Auto Esporte (sobre o recall da Chery); Schott (fabricante de vidros); Fabricante de componentes eletrônicos Venkel (datasheet de resistores); StringFixer (sobre capacitores cerâmicos e co-queima); Wikipedia (sobre sinterização, co-queima, óxidos, carbetos e minerais de silica).

9 visualizações