Avanços no Controle Microestrutural de Cerâmicas Nanocristalinas: Novas Lições da Termodinâmica

Ricardo R. H. R. Castro

O mercado de cerâmica mundial deve atingir um trilhão de dólares em 2021. Apenas em 2016, cerâmicas técnicas, como eletrocerâmicas, cerâmicas de aplicação médica, ótica e estrutural atingiram cerca de 43,6 bilhões de dólares. Tamanho avanço tem relação com um maior controle das propriedades finais dos produtos alcançado pela comunidade técno-científica nas últimas décadas, o que gera maior confiabilidade e reprodutibilidade, e embasa a industrialização. Entretanto, a maior presença da cerâmica no mercado tem gerado um crescimento de demanda na diversidade de propriedades e aumento de performance nas aplicações. Esses podem ser alcançados através de melhoramentos nocontrole do processamento e na utilização de microestruturas não usuais, como àquelas extremamente fora do equilíbrioencontradas em cerâmicas nanocristalinas. Em verdade, sabe-se que o controle microestrutural é resultado da composição, estrutura e processamento, mas para materiais cerâmicos em geral, a literatura apresenta apenas modelos descritivos de comportamento com limitadas estratégias para controle racional de fatores como densidade, fase cristalina, e tamanho de grão, principalmente no que diz respeito a nanomateriais. Nesta palestra, avanços recentes na dependência da evolução microstrutural em fatores termodinâmicos serão discutidos e apresentados com exemplos. Em particular, as energias de superfície e de contorno de grão serão correlacionadas com a estabilidade de tamanho de grão em altas temperaturas, fase cristalina em função do tamanho de grão, e comportamento durante a sinterição em óxidos nanocristalinos. Através do uso de aditivos iônicos segregadosnas interfaces, é possivel projetar nanopartículasestáveis em altas temperaturas para produção de eficientes substratos cerâmicos para catálise, assim como materiais densos com elevada dureza e grãos resistentes ao crescimento para aplicação na indústria espacial. Essa nova estratégia de controle e predição abre inúmeras possibilidades para desenho de microestruturas desejáveis, incentivando fabricantes e pesquisadores no amplio do espectro de aplicação de materiais cerâmicos.

Copyright © 2016-2017 Metallum. Todos direitos reservados.
Site produzido por: SITESP.NET

Matérias-Primas,Síntese de Pós,Cerâmica Vermelha,Cerâmica Branca,Revestimento Cerâmico,Gesso e Cimento,Refratários / Isolantes Térmicos,Vidros e Vitrocerâmicos,Cerâmica Termo-Mecânica,Cerâmica Eletro-Eletrônica / Magnética,Compósitos,Biocerâmica,Reciclagem e Meio Ambiente,Arte e Design,Esmaltes / Fritas / Corantes,Ceramografia,Processamento,Nanotecnologia,Educação em Materiais Cerâmicos