Quais são as desvantagens e vantagens dos materiais cerâmicos?

Table Of Content

• Quais são as desvantagens e vantagens dos materiais cerâmicos?
  • Introdução
  • 1. DEFINIÇÃO
  • 2. PROPRIEDADES
  • 3. VANTAGENS E DESVANTAGENS

Quais são as desvantagens e vantagens dos materiais cerâmicos?

Introdução

Talvez em algum momento você tenha ouvido o termo "cerâmica", como na escola, quando o professor de história explicou as formas da cerâmica feita pelas culturas pré-incas, ou quando pensou em vasos para flores, e só sabia que eram itens frágeis. No entanto, o termo "cerâmica" é muito mais complexo e envolve outros tipos de materiais, como azulejos, vidros, materiais refratários, etc. Neste texto, serão explicados os antecedentes químicos de certos aspectos apresentados por materiais cerâmicos que são utilizados e explorados em diferentes atividades, incluindo objetos úteis na vida cotidiana.

1. DEFINIÇÃO

Materiais cerâmicos são sólidos inorgânicos formados por elementos metálicos e não metálicos unidos principalmente por ligações iônicas e/ou covalentes, alguns dos quais foram expostos a altas temperaturas para atingir uma estrutura rígida, não combustível e não oxidável. Os materiais cerâmicos podem ser cristalinos, não cristalinos ou vitrocerâmicos (uma combinação dos dois mencionados acima).

2. PROPRIEDADES

Propriedades mecânicas: À temperatura ambiente, são duros e quebradiços devido ao tipo de ligação (iônica/covalente) entre os átomos que os constituem. Além disso, em altas temperaturas, são deformáveis, pois os contornos dos grãos podem deslizar.

Propriedades magnéticas: Em geral, os materiais cerâmicos não costumam ter essas propriedades; exceto dois, ferritas e granadas (também chamadas de cerâmicas ferromagnéticas).

Propriedades elétricas: A grande maioria dos materiais cerâmicos são isolantes elétricos, pois possuem alta rigidez dielétrica e baixa constante dielétrica. Outras cerâmicas possuem outras propriedades dielétricas, como a facilidade de polarização.

Propriedades térmicas: Quase todos os materiais cerâmicos apresentam baixa condutividade térmica devido às suas fortes ligações (iônicas/covalentes). A diferença de energia entre a banda de covalência e a banda de condução nesses materiais é muito grande. Os elétrons são excitados em direção à banda de condução, por isso são bons isolantes térmicos.

3. VANTAGENS E DESVANTAGENS

Como mencionado anteriormente, os materiais cerâmicos são caracterizados por fortes ligações iônicas e/ou covalentes entre seus átomos, o que lhes confere alta dureza, além de serem bons isolantes térmicos e elétricos, visto que suas fortes ligações dificultam a livre movimentação de elétrons, limitando sua condutividade elétrica e térmica. Isso, por sua vez, faz com que os materiais cerâmicos tenham altos pontos de fusão, visto que altas fontes de calor são necessárias para romper suas ligações.

Por outro lado, os materiais cerâmicos apresentam boa estabilidade química, o que lhes permite resistir a agentes agressivos, como os presentes no processo de oxidação. Além disso, como a maioria das cerâmicas é composta por elementos metálicos e não metálicos, elas podem ser consideradas materiais previamente corroídos e, portanto, resistentes a componentes corrosivos.

No entanto, esse tipo de material apresenta algumas desvantagens, como a fragilidade, ou seja, a tendência a se romper facilmente, uma vez que não é possível mover os átomos sem gerar uma ruptura em suas uniões. Consequentemente, não podem ser facilmente deformados plasticamente (menos dúcteis), o que limita sua capacidade de suportar cargas de tração (baixa tenacidade).

Em resumo, a tabela a seguir pode ser apresentada com as principais vantagens e desvantagens: