Quais são algumas aplicações das matérias-primas cerâmicas?
As aplicações incluem uso em construção, utensílios domésticos e componentes industriais.
p.14
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são as principais matérias-primas para cerâmicas brancas?
Sílica (quartzo), feldspato, argila plástica e caulim.
p.3
Matérias-primas sintéticas
Como são produzidas as matérias-primas sintéticas?
Por processos químicos para alcançar elevadas purezas (até ~99,5%).
p.7
Produção de carbeto de silício
O que acontece com o produto após a produção de SiC?
É moído, lavado em ácido e seco após a retirada de óxido de ferro.
p.4
Produção de alumina calcinada
Qual é o produto químico inorgânico mais utilizado em cerâmicas?
Alumina (coríndon, α-Al2O3).
p.18
Matérias-primas e formulações de cerâmicas avançadas
Qual é a composição das cerâmicas de alumina?
86 ~ 96% Al2O3: alumina calcinada (1~3 μm) + silicatos (argila, frita).
p.4
Produção de alumina calcinada
Como ocorre a precipitação de hidróxido de alumínio no processo Bayer?
Adicionando sementes de gibbsita [Al(OH)3] fina na solução resfriada, sob agitação e controle de temperatura.
p.13
Matérias-primas naturais e sintéticas
Qual é uma das principais vantagens das matérias-primas sintéticas?
A capacidade de produzir materiais com características específicas e uniformes.
p.5
Produção de alumina calcinada
Quais são as etapas principais do processo Bayer?
Extração, refinação e calcinação da bauxita.
p.17
Formulações de cerâmicas brancas e refratários
Qual é a função da água na formulação de refratários?
É adicionada sobre a massa total.
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Quais são as duas rotas principais de síntese de pós de nitretos?
Nitretação direta do pó metálico e redução carbotérmica do óxido e nitretação.
p.10
Compostos mistos em cerâmicas
Qual é a reação para a síntese do oxinitreto de alumínio?
5 AlN + 9 Al2O3 → Al23O27N5.
p.3
Matérias-primas sintéticas
Como são produzidos os pós de óxidos mistos como espinélio e mulita?
Por reação no estado sólido a altas temperaturas a partir de mistura de pós de óxidos simples.
p.3
Matérias-primas sintéticas
Quais são as duas rotas principais de síntese para pós de não óxidos?
Reação direta do metal (ou não metal) com o não metal a altas temperaturas e redução do óxido por carbono a altas temperaturas.
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
De onde é obtida a barrilha utilizada na produção de vidro?
Da salmoura ou purificação do mineral trona.
p.12
Tratamentos térmicos e calcinação
Qual é o tamanho típico dos pós resultantes de tratamentos térmicos de calcinação?
Submicrométrico a dezenas de micrômetros.
p.18
Matérias-primas e formulações de cerâmicas avançadas
Qual é a composição do varistor de ZnO?
Óxido de zinco (submicrométrico) + óxidos de bismuto, antimônio, manganês e cobalto (~1 μm, 0,5 a 1,0% em mol de cada aditivo).
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Qual é o método de síntese do pó de AlN mencionado?
Redução carbotérmica-nitretação.
p.6
Síntese de óxido de titânio
Qual é o produto da digestão do minério de ilmenita com ácido sulfúrico?
Sulfato de titanila solúvel (TiOSO4).
p.6
Síntese de óxido de titânio
O que acontece após a destilação do tetracloreto de titânio?
O cloreto gasoso é oxidado para formar TiO2.
p.2
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais tipos de matérias-primas cerâmicas existem?
Existem matérias-primas naturais e sintéticas.
p.16
Matérias-primas naturais e sintéticas
Qual é a função da sílica na produção de vidro?
Atuar como o principal componente formador do vidro.
p.7
Produção de carbeto de silício
Como é produzido o pó de carbeto de silício (SiC)?
Por meio do processo Acheson, pela reação em batelada de areia de quartzo de alta pureza e coque em forno elétrico.
p.16
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são as principais matérias-primas utilizadas na produção de vidro de sílica-soda-cal?
Areia de sílica, carbonato de sódio e calcário.
p.5
Produção de alumina calcinada
Qual é a importância da calcinação na produção de alumina?
Transforma a alumina hidratada em alumina anidra.
p.10
Compostos mistos em cerâmicas
Qual é a reação para a síntese do titanato de bário?
BaCO3 + TiO2 → BaTiO3 + CO2.
p.12
Tratamentos térmicos e calcinação
Quais são os tipos de reações envolvidas nos tratamentos térmicos de calcinação?
Reações no estado sólido, sólido-gás ou líquido-gás.
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Por que o vidro sílica-soda-cal é esverdeado?
Devido ao óxido de ferro da areia.
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são os componentes das fritas para recobrimento (glaze)?
Quartzo, borato de sódio, ácido bórico, calcário, feldspatos, caulim, zircão, óxido de zinco, carbonatos e nitratos de metais alcalinos.
p.6
Síntese de óxido de titânio
Quais são as duas rotas de síntese para a produção de pós de TiO2?
Processo do sulfato e processo do cloreto.
p.13
Matérias-primas naturais e sintéticas
Por que a consistência na composição é importante nas matérias-primas sintéticas?
Ela assegura a repetibilidade e a confiabilidade dos processos de produção.
p.10
Compostos mistos em cerâmicas
Como é feita a síntese da ferrita de manganês e zinco?
Fe2O3 + ½ MnCO3 + ½ ZnO → Mn0,5Zn0,5Fe2O4 + ½ CO2.
p.3
Matérias-primas sintéticas
O que é a redução carbotérmica?
É a redução do óxido por carbono a altas temperaturas, seguida de reação com o não metal.
p.10
Compostos mistos em cerâmicas
Qual é a reação para a síntese do oxinitreto de alumínio e silício?
Si3N4 + AlN + Al2O3 → Si3Al3O3N5.
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Qual é a equação geral para a redução carbotérmica do óxido e nitretação?
MO2n/3(s) + 2n/3 C(s) + n/2 N2(g) → MNn(s) + 2n/3 CO(g).
p.2
Características gerais das matérias-primas cerâmicas
Quais são as características gerais das matérias-primas cerâmicas?
As características gerais incluem propriedades físicas e químicas que influenciam o desempenho das cerâmicas.
p.1
Matérias-primas cerâmicas
Qual é a instituição onde o curso é oferecido?
Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas.
p.17
Formulações de cerâmicas brancas e refratários
Quais são os dois tipos de refratários conformados mencionados?
Prensado (P) e ligado a resina (R).
p.7
Produção de carbeto de silício
Para que é utilizado o carbeto de silício moído?
Como partículas abrasivas em lixas e rebolos ou em refratários.
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são as principais matérias-primas do vidro sílica-soda-cal?
Areia (SiO2), barrilha (Na2CO3) e calcário (CaCO3).
p.4
Produção de alumina calcinada
Qual é a última etapa do processo Bayer após a calcinação?
Moagem e classificação granulométrica.
p.12
Matérias-primas naturais e sintéticas
De onde provém a impureza de oxigênio nos pós de não óxidos?
Do processo de síntese e da camada de óxido na superfície das partículas.
p.1
Matérias-primas cerâmicas
Quem é o professor do curso de Materiais Cerâmicos?
Prof. Dr. Humberto N. Yoshimura.
p.16
Matérias-primas naturais e sintéticas
Qual é o papel da soda na composição do vidro?
Reduzir o ponto de fusão da sílica.
p.16
Matérias-primas naturais e sintéticas
Para que serve a cal na produção de vidro de sílica-soda-cal?
Aumentar a durabilidade e estabilidade do vidro.
p.5
Matérias-primas naturais e sintéticas
O que é bauxita?
Uma matéria-prima rica em alumínio utilizada no processo Bayer.
p.8
Síntese de carbetos e nitretos
Como é preparado o carbeto de tungstênio (WC)?
Pela mistura de pós de tungstênio e carbono em atmosfera protetora de hidrogênio a 1400-1600ºC.
p.3
Matérias-primas sintéticas
Por que a maioria dos pós de não óxidos de interesse cerâmico precisa ser sintetizada?
Porque não ocorre naturalmente.
p.12
Tratamentos térmicos e calcinação
O que é calcinação?
Um tratamento térmico de decomposição de sais de óxidos que resulta nos respectivos óxidos.
p.18
Matérias-primas e formulações de cerâmicas avançadas
Quais materiais são utilizados na fabricação de capacitores de BaTiO3?
Titanato de bário (submicrométrico) + zirconato de cálcio, óxido de nióbio, carbonato de neodímio e estanato de bismuto (submicrométricos, 0,5 a 1% em massa de cada aditivo).
p.11
Síntese de carbetos e nitretos
Qual é o material que está sendo sintetizado no esquema?
Ferrita de manganês e zinco.
p.13
Matérias-primas naturais e sintéticas
Como a pureza das matérias-primas sintéticas afeta seu uso?
A pureza elevada garante melhor desempenho e qualidade nos produtos finais.
p.5
Produção de alumina calcinada
Qual é o objetivo do processo Bayer?
Produção de alumina calcinada.
p.8
Síntese de carbetos e nitretos
Como são produzidos os pós de carbetos?
Por rotas de síntese de carburação direta do metal ou óxido.
p.7
Produção de carbeto de silício
Quais são os componentes da reação para produzir SiC?
SiO2 (areia de quartzo) e 3C (coque).
p.7
Produção de carbeto de silício
Como o SiC é utilizado em cerâmicas estruturais avançadas?
O produto finamente moído e tratado quimicamente para remoção de impurezas é utilizado.
p.4
Produção de alumina calcinada
O que é removido na etapa de filtração do processo Bayer?
Impuridades de SiO2, TiO2 e Fe2O3 não solúveis.
p.18
Matérias-primas e formulações de cerâmicas avançadas
Quais são os componentes da cerâmica de SiC?
Carbeto de silício (submicrométrico) + 0,5% carbeto de boro (~1 μm) e 2% grafita (negro de fumo, submicrométrico).
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Qual agente de refino por redox é geralmente utilizado na produção de vidro?
Sulfato, geralmente Na2SO4.
p.12
Matérias-primas naturais e sintéticas
Como as impurezas dos pós sintetizados estão relacionadas?
Estão relacionadas com as impurezas das matérias-primas e do processo de síntese.
p.6
Síntese de óxido de titânio
Qual é o produto formado quando TiO2 reage com cloro gasoso e coque?
Tetracloreto de titânio líquido (TiCl4).
p.13
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são os dados típicos de matérias-primas sintéticas?
As matérias-primas sintéticas geralmente apresentam propriedades controladas, pureza elevada e consistência na composição.
p.17
Formulações de cerâmicas brancas e refratários
Qual é a importância da distribuição de tamanhos de partículas nos refratários?
Para alcançar alto valor de empacotamento de partículas.
p.14
Aplicações de cerâmicas brancas
Qual é a aplicação da cerâmica com 20% de sílica, 34% de feldspato, 25% de argila plástica e 21% de caulim?
Isolante elétrico (porcelana).
p.3
Matérias-primas sintéticas
De onde geralmente parte a produção de pós de óxidos em larga escala?
De minérios que são extensivamente beneficiados quimicamente.
p.17
Formulações de cerâmicas brancas e refratários
Por que os refratários são preparados com pós de tamanhos de partículas segmentadas?
Para otimizar a empacotamento e propriedades do material.
p.4
Produção de alumina calcinada
Qual é o primeiro passo no processo Bayer para a síntese de alumina calcinada?
Digestão: dissolução da bauxita moída em solução de hidróxido de sódio a 150ºC sob pressão de 0,5 MPa.
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Qual é a equação geral para a nitretação direta do pó metálico?
M(s) + n/2 N2(g) → MNn(s).
p.12
Tratamentos térmicos e calcinação
Como são os pós sintetizados por fusão em forno a arco elétrico?
Geralmente são grossos e cominuídos para diversas classes de tamanho de partículas.
p.8
Síntese de carbetos e nitretos
Quais são alguns exemplos de carbetos mencionados?
WC, TiC, TaC, B4C, ZrC, HfC, NbC, Cr3C2, Mo2C.
p.17
Matérias-primas naturais e sintéticas
O que é chamote?
Um componente em micrômetros (μm) utilizado na formulação de refratários.
p.10
Compostos mistos em cerâmicas
Quais são os compostos mistos frequentemente sintetizados?
Titanatos, zirconatos, estanatos, ferritas, espinélios de alumínio e mulita.
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais são as matérias-primas minoritárias no vidro sílica-soda-cal?
Dolomita (fonte de MgO) e feldspato (fonte de Al2O3 e K2O).
p.12
Tratamentos térmicos e calcinação
O que acontece com os pós sintetizados após o processo de síntese?
Eles são submetidos à desaglomeração ou cominuição em moinhos.
p.6
Síntese de óxido de titânio
Qual minério é utilizado no processo do sulfato para produzir TiO2?
Minério de ilmenita (FeTiO3).
p.15
Matérias-primas naturais e sintéticas
Quais corantes são utilizados na produção de vidro sílica-soda-cal?
Óxidos de cobalto, selênio, manganês, ferro e cromo.
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Como se produz o nitreto de silício a partir do óxido?
3SiO2 + 6C + 2N2 → Si3N4 + 6CO.
p.18
Matérias-primas e formulações de cerâmicas avançadas
Quais aditivos são usados na cerâmica de Si3N4?
Óxido de ítrio (~1 μm) e alumina ou nitreto de alumínio (submicrométrico) em 3 a 5% em massa de cada aditivo.
p.9
Síntese de carbetos e nitretos
Qual é a reação para a produção do nitreto de alumínio a partir do óxido?
Al2O3 + 3C + N2 → 2AlN + 3CO.
