Os materiais cerâmicos são geralmente quebráveis devido à sua fragilidade inerente e baixa resistência à tração.
Esta é uma caraterística importante das cerâmicas, incluindo os tubos de forno de alumina e as cerâmicas dentárias, que são propensas a fraturar sob tensão ou choque térmico.
5 Principais conclusões
1. Tubos de forno de alumina
Os tubos de alumina para fornos, apesar da sua elevada pureza e capacidade de suportar altas temperaturas, são susceptíveis de quebrar devido à sua fraca resistência ao choque térmico.
O elevado teor de alumina (mais de 99,6%) e a elevada densidade aparente contribuem para a sua resistência, mas também os tornam frágeis.
A forma cilíndrica destes tubos foi concebida para minimizar os pontos de concentração de tensões, que são fundamentais para evitar fracturas, especialmente durante o processo de densificação, em que o material é particularmente delicado.
Para aumentar a sua durabilidade, são utilizados métodos como a adição de agentes de reforço ou a utilização de tecnologias como a SPS (Spark Plasma Sintering) para melhorar a resistência à fratura e a força através da densificação rápida do material e da supressão do crescimento do grão.
2. Cerâmica dentária
As cerâmicas dentárias utilizadas em restaurações como coroas e pontes também são frágeis e requerem processos de endurecimento para aumentar a sua resistência às forças encontradas na cavidade oral.
Estes materiais são tipicamente inorgânicos e não metálicos, muitas vezes à base de silicato, e são sinterizados a altas temperaturas.
A sua fragilidade significa que têm uma elevada resistência à compressão mas uma baixa resistência à tração, tornando-os vulneráveis a fracturas sob baixos níveis de tensão.
Os sistemas metal-cerâmica são frequentemente utilizados para combinar as propriedades estéticas das cerâmicas com a resistência mecânica dos metais, resolvendo, em certa medida, a questão da fragilidade.
3. Nanocerâmicas
As nanocerâmicas representam uma via prometedora para resolver o problema da fragilidade das cerâmicas tradicionais.
Com um tamanho médio de grão inferior a 100 nm, as nanocerâmicas apresentam uma maior resistência à fratura devido ao maior número de limites de grão e ao potencial para adicionar unidades de absorção de energia.
Esta nanoestruturação pode melhorar significativamente a resistência das cerâmicas, tornando-as menos propensas à fratura.
4. Caraterísticas gerais
Em resumo, embora as cerâmicas sejam conhecidas pela sua elevada dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão, a sua fragilidade inerente torna-as quebráveis em determinadas condições.
5. Avanços na ciência dos materiais
Os avanços na ciência dos materiais, como o desenvolvimento de nanocerâmicas e a utilização de tecnologias de sinterização avançadas, têm como objetivo atenuar estes pontos fracos e aumentar a durabilidade dos materiais cerâmicos.
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