Perguntas frequentes

Os materiais cerâmicos podem ser categorizados em cerâmicas tradicionais e cerâmicas avançadas (cerâmicas de engenharia), com diferenças em composição, propriedades e campos de aplicação.

A cerâmica tradicional tem uma longa história e inclui principalmente:

Artigos de cerâmica para uso doméstico (tigelas, pratos, xícaras, pires, etc.)

Cerâmica para construção (azulejos para piso, azulejos para parede, telhas, etc.)

Artigos sanitários de cerâmica (vasos sanitários, lavatórios, etc.)

Cerâmica artística (artesanato em porcelana, esculturas, etc.)

Cerâmicas industriais (isolantes elétricos, materiais refratários, etc.)

A cerâmica tradicional, utilizada principalmente no dia a dia, na construção civil e em aplicações industriais básicas, é geralmente feita de matérias-primas naturais como argila, quartzo e feldspato, processadas por meio de mistura, moldagem e sinterização. Possui alta dureza, resistência à corrosão e boas propriedades isolantes, mas tende a ser quebradiça. A cerâmica avançada surgiu nos últimos anos devido aos avanços na ciência dos materiais e à demanda industrial. Ela é amplamente utilizada nas áreas aeroespacial, eletrônica, energética, biomédica, de fabricação mecânica e muito mais.

As cerâmicas avançadas são classificadas com base na composição química e na função. Em termos de composição química, existem cerâmicas de óxido, como as cerâmicas de alumina (Al₂O₃), zircônia (ZrO₂) e magnésia (MgO). As cerâmicas de nitreto incluem as cerâmicas de nitreto de silício (Si₃N₄), nitreto de alumínio (AlN) e nitreto de boro (BN). As cerâmicas de carboneto incluem as cerâmicas de carboneto de silício (SiC) e carboneto de boro (B₄C). Com base na função, as cerâmicas são divididas em cerâmicas estruturais, que suportam cargas mecânicas e são usadas em aplicações como ferramentas de corte, rolamentos, componentes resistentes ao desgaste e peças de turbinas a gás, e cerâmicas funcionais, que possuem propriedades físicas ou químicas específicas, como cerâmicas supercondutoras de alta temperatura, cerâmicas piezoelétricas para sensores e cerâmicas dielétricas para componentes eletrônicos.

As cerâmicas avançadas e as cerâmicas tradicionais apresentam diferenças significativas em termos de matérias-primas, processos de fabricação, propriedades e áreas de aplicação.

A cerâmica convencional é composta principalmente de matérias-primas naturais de origem mineral, como argila, feldspato e quartzo. Essas matérias-primas são minimamente processadas, e sua composição e pureza variam de acordo com a sua origem. A fabricação de cerâmica convencional geralmente envolve moldagem plástica, vazamento por barbotina e prensagem a seco, e as temperaturas de sinterização normalmente ficam abaixo de 1300 °C. A cerâmica convencional possui atributos como dureza, resistência ao calor, resistência à corrosão e bom isolamento térmico. No entanto, apresenta baixa resistência mecânica e tenacidade, sendo relativamente frágil. Essa cerâmica é amplamente utilizada em utensílios domésticos, cerâmica para construção civil, cerâmica química e isolantes elétricos.

As cerâmicas avançadas utilizam compostos inorgânicos sintéticos ultrafinos de alta pureza como matérias-primas, tais como óxidos (como alumina e zircônia), nitretos (como nitreto de silício) e carbetos (como carbeto de silício). As propriedades químicas e a pureza podem ser controladas com precisão para atender a necessidades de desempenho predeterminadas. As cerâmicas de alto desempenho possuem processos de produção mais sofisticados que utilizam técnicas como prensagem isostática, prensagem a quente, moldagem por injeção e fundição em fita. Elas são sinterizadas a temperaturas significativamente mais altas, geralmente acima de 1600 °C.

Em termos de desempenho, as cerâmicas avançadas possuem melhor estabilidade térmica, resistência mecânica, dureza, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Além disso, exibem propriedades elétricas incomuns, como piezoeletricidade, semicondutividade e condutividade. Devido às suas propriedades superiores, as cerâmicas avançadas são amplamente utilizadas em setores de alta tecnologia, como máquinas, eletrônica, química, metalurgia, aplicações médicas, tecnologia militar e aeroespacial.

As cerâmicas avançadas possuem vantagens que metais e plásticos simplesmente não conseguem igualar. Apresentam alta dureza e resistência ao desgaste, resistência superior sem deformação, excelente resistência à corrosão e oxidação, estabilidade excepcional sem reagir com outras substâncias, resistência a altas temperaturas, excelentes propriedades isolantes e características não magnéticas.

Com o desenvolvimento da tecnologia, especialmente na área aeroespacial, buscamos materiais que atendam a vários requisitos essenciais: maior resistência ao desgaste do que os metais, capacidade de suportar temperaturas extremas de cerca de 2000 °C, baixa densidade e leveza. No entanto, entre os materiais tradicionais como aço, cobre, alumínio, prata, ouro e diversos plásticos, nenhum atende plenamente a essas demandas. Isso levou os cientistas a pesquisar cerâmicas avançadas, descobrindo essencialmente um “novo mundo” de materiais com essas propriedades excepcionais.

Por exemplo, em dispositivos eletrônicos de alta potência, precisamos de materiais que ofereçam forte isolamento e suportem temperaturas de até 600 °C. Os metais, por natureza, conduzem eletricidade, enquanto os plásticos são isolantes, mas amolecem a pouco mais de 100 °C, tornando-os inadequados. Cerâmicas avançadas, como substratos cerâmicos de alumina, substratos cerâmicos de nitreto de alumínio e substratos cerâmicos de nitreto de silício, resolvem perfeitamente esse desafio, combinando alta resistência à temperatura e excelentes propriedades de isolamento.

O SSiC (Carbeto de Silício Sinterizado) é resistente a todas as substâncias químicas, com uma densidade de até 3,16 g/cm³, sendo mais duro que o SiSiC. Como não contém silício livre em sua estrutura, pode ser utilizado a temperaturas de até 1650 °C sem perder sua resistência.

O SiSiC (Carbeto de Silício Infiltrado com Silício) possui uma densidade de até 3,04 g/cm³. Contém silício livre com um ponto de fusão de 1350 °C e pode ser utilizado até 1300 °C sem perda de resistência.

Carboneto de silício sinterizado por reação: O teor de silício limita a temperatura máxima de operação a 1380 °C; a condutividade térmica é de 20-30 W/(m・K). A resistência à flexão é mais que o dobro da do carboneto de silício recristalizado; não apresenta poros e possui alta resistência ao desgaste.

Carbeto de silício recristalizado: A temperatura máxima de operação é de 1650 °C, apresenta porosidade e baixa resistência ao desgaste. Devido à interface pura, a condutividade térmica é superior a 100 W/(m・K), mais de 5 vezes maior que a de materiais refratários cerâmicos de carbeto de silício; devido ao baixo coeficiente de expansão térmica, a resistência ao choque térmico é alta, suportando choques rápidos de aquecimento e resfriamento.

Em condições normais, podemos alcançar tolerâncias de ±0,5–1 mm, com uma tolerância mínima de 0,3 μm através de usinagem de ultraprecisão.

Dependendo do produto, podemos alcançar: Rugosidade da superfície: tão baixa quanto Ra 0,01 μm. Planicidade: até 0,0005 mm.

Sem condições especiais de processamento, o acabamento superficial geralmente fica em torno de Ra 3,2. Se for necessária maior precisão, podemos refiná-lo para Ra 0,1–0,2 usando equipamentos de usinagem de precisão.

Dependendo do produto, podemos alcançar:

• Retilineidade: 0,0005 mm
• Paralelismo: 0,001 mm
• Diâmetro mínimo do furo: 0,1 mm

1. Preparação da matéria-prima;
2. Fabricação de moldes;
3. Produção de peças em branco;
4. Secagem;
5. Reparo de peças brutas;
6. Sinterização;
7. Limpeza de areia;
8. Usinagem de precisão;
9. Inspeção de qualidade;
10. Embalagem.

Normalmente, o acabamento superficial de tubos cerâmicos avançados é em torno de Ra3,2 sem condições especiais de processamento; caso o cliente tenha requisitos mais elevados, podemos atingir um acabamento superficial de Ra0,1-0,2 por meio de equipamentos de acabamento.