Fatos surpreendentes sobre cerâmica que você não sabia

A cerâmica está em toda parte, desde a cerâmica doméstica até os componentes aeroespaciais avançados. Embora a maioria das pessoas associe a cerâmica a pratos ou azulejos frágeis, esses materiais têm propriedades incríveis que vão muito além do que você poderia esperar. Aqui estão alguns fatos surpreendentes sobre a cerâmica que mudarão a forma como você a vê.

10 fatos surpreendentes sobre a cerâmica

1. Elas não se importam com temperaturas altas. Algumas cerâmicas não derretem mesmo em temperaturas acima de 2.000°C (3.600°F). Essa propriedade da cerâmica faz com que ela seja muito importante em satélites espaciais e motores a jato.
2. Mais duras que o aço em algumas áreas. O carbeto de silício e o carbeto de boro estão entre os materiais que são mais duros que o aço. Eles não são tão duros quanto os diamantes, mas estão próximos.
3. Armadura leve. Agora é possível criar uma blindagem leve com o desenvolvimento de cerâmicas avançadas que usam os componentes alumina e carbeto de boro. Essa armadura combina leveza com a capacidade de desviar balas.
4. Os implantesbiomédicos são amigáveis ao corpo. A cerâmica de zircônia e a cerâmica de hidroxiapatita têm sido usadas para fazer coroas dentárias, substituição de articulações e transplantes ósseos devido à sua compatibilidade e dureza.
5. Elas vêm em variedades transparentes. Existem cerâmicas transparentes chamadas de oxinitreto de alumínio (ALON), que têm propriedades mais fortes que o vidro, adequadas para janelas blindadas e sistemas ópticos avançados.
6. Elas são usadas para alimentar eletrônicos. Seu smartphone, computador e televisão usam dispositivos de cerâmica, como capacitores, semicondutores e isoladores, devido à alta resistência elétrica
7. Um dos mais antigos materiais conhecidos feitos pelo homem. A cerâmica tem sido produzida por seres humanos há mais de 10.000 anos, desde cerâmica até superfícies de escrita.
8. Também é possível tornar esses materiais muito mais duros. As cerâmicas são materiais frágeis, mas as cerâmicas projetadas podem se tornar resistentes a impactos. Por isso, as cerâmicas projetadas são usadas em aplicações espaciais e militares.
9. Elas ajudam no combate à poluição. Os filtros de cerâmica purificam a água e o ar e, nos carros, há conversores catalíticos que usam cerâmica para reduzir as emissões.
10. Alguns materiais têm a capacidade de se autorreparar. Os pesquisadores estão trabalhando em materiais autocurativos que poderão reparar pequenas rachaduras em materiais cerâmicos, o que tem aplicações potenciais em aeronaves.

Observação: A explicação fornecida reforçou o motivo pelo qual cada cerâmica é preferida em relação às outras em determinados usos. Para obter mais informações, visite Stanford Advanced Materials (SAM).

Cerâmica avançada: Alumina, zircônia e outras variedades

Alumina

Alumina, ou óxido de alumínio, é um nome comum no campo da cerâmica avançada. O composto é altamente valorizado por sua dureza, resistência ao desgaste e propriedades de isolamento elétrico. Ele é resistente a altas temperaturas e é frequentemente usado na fabricação de componentes para fornos e outros itens refratários. No setor eletrônico, é um material de base estável usado para fabricar circuitos integrados. Na área médica, é implantado devido à sua biocompatibilidade.

Zircônia

A zircônia, também comumente chamada de "aço cerâmico", tem as propriedades atraentes de resistência, ductilidade e incapacidade de quebrar ou estilhaçar. Embora não seja biodegradável e seja relativamente cara, a zircônia encontra aplicações muito importantes como cerâmica estrutural, coroas dentárias e articulações de quadril que suportam tensões cíclicas e são fortes o suficiente para suportar tensões contínuas sem travar ou quebrar.

Nitreto de boro

O nitreto de boro tem alta condutividade térmica combinada com alto isolamento elétrico; muitas vezes é chamado de "grafite branco". O nitreto de boro é altamente resistente à oxidação até 1000°C. Ele atua como lubrificante e agente de liberação de molde quando usado em aplicações de alta temperatura, como trabalho em metal e vidro.

Carbeto de boro

O carbeto de boro é um dos materiais mais duros conhecidos, o que lhe confere seu lugar em revestimentos de blindagem, coletes à prova de balas e blindagem de veículos. Sua relativa leveza, aliada à sua dureza, também o torna um composto crucial em jateamento abrasivo, ferramentas de corte e similares.

Perguntas frequentes

Quais são os motivos pelos quais a cerâmica é usada em implantes médicos?

Cerâmicas como alumina ou zircônia são materiais de biocompatibilidade, resistentes à corrosão, não abrasivos e, portanto, adequados para aplicações em implantes.

Todas as cerâmicas são frágeis por natureza?

As cerâmicas convencionais são inerentemente frágeis, mas as cerâmicas modernas ou projetadas, especialmente a zircônia, foram desenvolvidas para ter menos fragilidade e maior resistência.

Qual é a diferença entre o nitreto de boro e o grafite?

O nitreto de boro é um excelente isolante elétrico, ao contrário do grafite. Ele mantém o mesmo nível de lubrificação e condutividade térmica.

Por que o carbeto de boro é usado na fabricação de armaduras?

Suas propriedades de ser muito duro e resistente à balística o tornam excepcionalmente bom na absorção e dissipação de energia de choque.

As cerâmicas conduzem eletricidade?

As cerâmicas são, em sua maioria, isolantes, mas há óxidos condutores que são capazes de conduzir bem a eletricidade.