capítulo 2 - materiais cerâmicos
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Um breve resumo à cerca dos materiais cerâmicos.TRANSCRIPT
Capítulo
2
Materiais Cerâmicos
Francisco COSTA FILHO, Ruan FERREIRA
Resumo
É considerado um dos materiais mais antigos e ambientamente duráveis ja existentes,
além de ser adaptáveis a várias funcionalidades, sendo utilizada desde a industria da
construção civil até a indústria aeropacial e eletrônica. De acordo com Shackelford
(2008), comumente os materiais cerâmicos mais utilizados são as cerâmicas cristalinas,
que possui como principais constituintes os silicatos a base de SiO2, visto que esse tipo
de composto é um dos mais representativos na crosta terrestre. Entre as propriedades
desse tipo de material, destacam-se alta estabilidade térmica, boa resistência à
compressão e ao cisalhamento, a fratura do tipo frágil e baixa condutividade elétrica.
Com isso, o presente capítulo tem como objetivo descrever a estrutura cristalina, as
propriedades, o processamento e as aplicações dos materiais cerâmicos de interesse
para engenharia civil.
2.1. Introdução
Para diversos autores os materiais cerâmicos são definidos como materiais
compostos por elementos metálicos e elementos não-metálicos, sendo suas ligações
totalmente iônicas ou preponderantemente iônicas (CALLISTER, 2008; CASCUDO;
CARASEK; HASPARYK, 2007; LINO, 2006). De acordo com Cascudo, Carasek e
Hasparyk (2007), os elementos metálico são representados na esquerda e no centro da
tabela periódica e os elementos não-metálicos dispostos a direita da tabela periódica.
Um dos elementos mais representativos na formação dos materiais cerâmicos é o
silício, e este pode ser visto como elemento metálico ou semimetal. Entre os elementos
metálicos que formam este tipo de material, podem ser citados: Al, Na, K, Mg, Ca, Si e
etc., e os não metais: O, S, N, C, P.
Lino (2006) descreve os materiais cerâmicos como materiais frágeis, com pouca
tenacidade e ductilidade; e acrescenta que essas características são devido a existência de
planos de deslizamento independentes, ligações iônicas e/ou covalentes e ordem a longa
distâncias. Ainda de acordo com o autor, a inexistência de elétrons livres, torna os
materiais cerâmicos bons isolantes térmicos e elétricos.
Devido as suas propriedades, os materiais cerâmicos possuem diversas
aplicações, sendo as mais usuais: produção de tijolos, louças, refratários, dispositivos
eletrônicos, fibras, abrasivos, componentes aeroespaciais, entre outros.
2.2. Microestrutura
Os materiais cerâmicos podem possuir estruturas simples ou mais complexas,
dependendo da quantidade de átomos que os compõem; sendo também resultantes da
quantidade relativa de ligações iônicas e covalentes presentes, que dependem da
eletronegatividade dos átomos envolvidos.
Anderson et al. (1990 apud CASCUDO; CARASEK; HASPARYK, 2007) listou
alguns materiais cerâmicos de acordo o seu tipo de ligação, considerando a
representatividade de 70% das ligações para concluir se eram covalente ou iônica. Veja
alguns materiais cerâmicos e suas respectivas ligações na tabela 1.
Tabela 1 - Tipos de ligação nos materiais cerâmicos
Tipos de Ligação Material
Covalente
Si
SiC
Si3N4
Iônica
NaCl
MgO
Mica - (K, H3O) Al (Si, Al)4O10(OH)2
Covalinte-Iônica
Al2O3
Quartzo - SiO2
Vidro soda-cal - Na2O.CaO.6SiO2
Fonte: Anderson et al. (1990 apud CASCUDO; CARASEK; HASPARYK, 2007, p. 321).
2.2.1. Estrutura cristalina das fases cerâmicas
Devido a diversidade de elementos metálicos e não-metálicos, e as suas diversas
formas de combinação com variados arranjos estruturais, os materiais cerâmicos
apresentam muitas fases. Segundo Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) os materiais
cerâmicos mais freqüentes são constituídos de óxidos, nitretos e carbetos, sendo as
maiorias das fases são cristalinas, porém os materiais cerâmicos podem apresentar
estruturas amorfas.
Para Callister Jr (2008), as estruturas cristalinas dos materiais cerâmicos podem
ser representadas em termos de números de cátions e ânions, conforme a seguir:
i. Estrutura do tipo AX - esse tipo de representação é utilizados para os materiais
cerâmicos que possuem o número de cátion igual ao número de ânion, sendo a letra
A utilizada para quantificar os cátions e a letra X para os ânions. Exemplos desse
tipo de material são: Sal-gema (NaCl), Cloreto de Césio (CsCl) e Blenda de Zinco
ou esfarelita (ZnS).
ii. Estrutura do tipo AmXp - representação para materiais em que as cargas diferem, ou
seja, o número de cátions é diferente de ânions, e m e/ou p ≠ 1. Um exemplo desse
composto seria a fluorita (CaF2).
iii. Estrutura do tipo AmBnXp - esse tipo de representação é utilizada para materiais
cerâmicos que possuem mais de um tipo de cátion em sua composição. Dessa forma,
e A e B são utilizados para representar os cátions e X para o ânion. Um exemplo
desse tipo de material é o Titanato de bário (BaTiO3), que apresenta a perovskita
como estrutura cristalina que será descrita a posteriormente.
Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) apresentam as estruturas cristalinas das
cerâmicas divididas em 3 partes, a estrutura cristalina mais simples, as mais complexas e
a estrutura dos silicatos. A seguir serão descritos essas estruturas conforme a literatura
citada.
2.2.1.1. Cerâmica cristalina de estrutura simples
Esse tipo de estrutura limita-se as combinações de arranjos iônicos cúbicos
simples (CS), cúbico de faces centradas (CFC) e hexagonais compactos (HC) incluindo
suas posições intersticiais.
Fases como CaO, MgO, MnS, NiO, MnO, FeO e HfN, apresentam-se com
arranjos estruturais semelhantes ao cloreto de sódio (NaCl), representadas com arranjo
cúbicos de face centrada. Outros elementos que apresentam a estrutura de face centrada
e a hexagonal compacta são os compostos que apresentam o zinco na sua composição,
sendo a esfalerita (ZnS) e a wurtzita (ZnS) exemplos dos arranjos citados
respectivamente.
Outro arranjo interessante a ser citado é o da Fluorita (CaF2), neste composto, os
seus ânions são dispostos em cúbico simples, porém os seu cátions, nos interstícios,
obedecem a distribuição de um arranjo de faces centradas.
2.2.1.2. Estruturas cristalinas complexas
Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) descrevem as estruturas cristalinas mais
complexas dos materiais cerâmicos segundo a classificação feita por Askeland (1998) e
ainda acrescenta que a essas estruturas representam grande parte dos materiais
cerâmicos, e que para a sua maioria, não é possível descrevê-las de forma sucinta como
feita nas estruturas cristalinas mais simples. A seguir são descritas a classificação citada
pelos autores:
i. Estrutura da Perovsquita: vários compostos condutores elétricos apresentam esse
tipo de estrutura. Percebe-se pela Figura 1 que o arranjo estrutural é uma junção de
uma célula cúbica simples com as faces da célula cúbica de face centrada, sendo em
sua estrutura genérica composta por três diferentes íons. Dois exemplos desse tipo
de distribuição é vista no BaTiO3 e em SrTiO3, No exemplo citado, o BaTiO3
apresenta o oxigênio nas faces, o bário nas extremidade da célula e o titânio no
centro da célula unitária.
Figura 1 - Esquema da estrutura da Perovsquita
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 324).
ii. Estrutura do coríndon: esse tipo de estrutura é representado por uma hexagonal com
fator de empacotamento alto, exemplo dela é uma das formas da alumina (Al2O3) e
outras fases cerâmicas como o Cr2O3 e Fe2O3. A alumina apresenta nesse arranjo
doze íons de alumínio e dezoito íons de oxigênio. O autor ainda ressalta que esse
tipo de alumina apresenta características abrasivas, é refratária e isolante elétrica.
Figura 2 - Parte de um célula unitária hexagonal representando a estrutura do coríndon
(na célula, apenas 2/3 das posições de íon Al3+ estão representadas)
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 325)
iii. Estrutura do espinélio: esse tipo de estrutura é uma das mais complexas dos
materiais cerâmicos, visto que sua célula unitária é representada por uma cúbica
simples, porém no seu interior é constituído por mais 8 cubos menores. "Em cada
um dos cubos menores, têm-se os íons de oxigênio posicionados nas posições
normais cúbicas de face centrada. Dentro desses cubos menores estão quatro
interstícios octaédricos e oito interstícios tetraédricos" (CASCUDO, CARASEK;
HASPARYK, 2007, p. 325).
Figura 3 - Parte da célula unitária do espinélio do MgAl2O4
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 325).
iv. Estrutura da grafita: a grafia é representada por uma célula hexagonal em camadas.
Apesar de não obedecer os requisitos mínimos em termos de elementos constituintes
(elementos metálicos e não-metálicos) ela ainda é algumas vezes considerada um
material cerâmico.
Figura 4 - Célula unitária hexagonal em camadas representativa da grafita
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 325).
2.2.1.3. Estrutura dos silicatos
Para facilitar a representação da estrutura cristalina dos silicatos, devido a sua
complexidade, é mais interessante representá-los em vários arranjos de tetraedro SiO4,
que é a unidade fundamental desses compostos.
Figura 5 - Arranjos estruturais dos tetraedros de silicatos: a) ilha de ortossilicato (arranjo
isolado do tetraedro); b) ilha de pirossilicato (unidades tetraédricas duplas); c) estrutura
em cadeia; d) estrutura na forma de anel; e) estrutura em folha, típica do argilomineral
caulinita.
Fonte: Askeland (1990 apud CASCUDO; CARASEK; HASPARYK, 2007, p. 329).
"São várias as configurações estruturais existentes nos silicatos, podendo variar
em função do grau de polimerização desses tetraedros e da amplitude da participação do
oxigênio entre os tetraedros" (CASCUDO, CARASEK E HASPARYK, 2007, p. 327).
Vejam na Figura 5, as diferentes formas de arranjos estruturais apresentados pelos
silicatos.
2.2.2. Constituição da microestrutura
Para Lino (2006), a microestrutura dos materiais cerâmicos são polifásicas, e
devido a existência de diversas fases, formas e distribuição destas, as propriedades dos
materiais estarão totalmente dependente dessas características. Um exemplo de
microestrutura, pode ser vista na Figura 6, onde se apresenta a microestrutura de uma
molde cerâmica para vazamento de uma liga metálica.
O autor ainda salienta que a microestrutura apresentada na figura 6 tem como
constituição uma mistura de partículas facetadas de molochite (55% de mulite
(Al2O3.2SiO2) e 45% de sílica amorfa), além de partículas redondas de silicato de
zircónia (ZrSiO4), ligadas entre si por partículas de sílica e porosidade (silicato de etilo).
De acordo com Lino (2006), os materiais cerâmicos tem uma divisão entre
cerâmicas tradicionais e cerâmicas técnicas, sendo que a última são comumente formadas
por compostos puros, ou quase puros, tais como o óxido de alumínio (alumina - Al2O3),
óxido de zircônio (zircônia - ZrO2), o carboneto de silício (SiC) e o Nitreto de silício
(Si3N4). Um exemplo da aplicação das cerâmicas técnicas e sua microestrutura é vista
na figura 8.
Figura 6 - a) Vazamento de um liga metálica num molde cerâmico. b) Microestrutura de
um molde cerâmico, constituída por 30% de partículas molochite (cor clara) e 70% de
partículas redondas de silicato de zircónio (cor mais clara), rodeada por uma rede
tridimensional de sílica (cor escura). Fotografia obtida em microscópio óptico Olympus
PMG3.
Fonte: Lino (2006, p. 3)
A Figura 7, apresentam as morfologia das partículas de Molochite (a) e Zircônio
(b) utilizadas na fabricação dos molde cerâmico apresentado na figura 6.
Figura 7 - a) Molochite comercial. Partículas com distribuição de tamanhos de 180 a 300
μm. b) Silicato de zircônio comercial. Partículas redondas com uma distribuição de
tamanhos de 100 a 180 μm. Fotografia estereográfica (microscópio estereográfico
Olympus SZH).
Fonte: Lino (2006, p. 4).
A B
A B
Figura 8 - a) Lâmpada de iluminação com invólucro interior em alumina. O conjunto da
lâmpada é fechado em vácuo com um invólucro de vidro, que protege da oxidação todo
o metal existente no seu interior. b) Microestrutura de uma alumina sem poros. A
amostra foi prensada uniaxialmente a 1650º C durante 10 minutos.
Fonte: Lino (2006, p. 4)
Tendo em vista a fragilidade dos materiais cerâmicos, e que as mesma podem se
apresentação com diferentes fases, a figura 9 mostra a microestrutura de um material
bifásico e a presença de uma trinca, que provavelmente foi ocasionado pela diferença de
módulos de elasticidades entre os componentes.
A figura 9 é resultado de estudos de fissuração citados por Lino (2006) e o
composto utilizados dois Al2O3-Al2TiO5 (A-AT), realizado em microscópio eletrônico
de varredura - MEV. "A frente da fissura propagante é atraída para as interfaces dos
locais em que existem as fases A-AT.
Figura 9 - Microestrutura com um local de ligação entre os grãos, obtida em SEM,
durante a propagação de um fissura num material cerâmico A-AT. P e Q são locais de
fricção durante o arrancamento dos grãos.
Fonte: Lino (2006, p. 18).
A B
Esta constatação leva a concluir que as elevadas tensões residuais (...) associadas
com a presença de titanato de alumínio, são fundamentais para a formação de elementos
de ligação em neste composto A-AT" (LINO, 2006, p. 18).
2.2. Diagrama de fases
Segundo Callister Jr (2008) comumente são realizados pesquisas com o intuito de
desenvolver diagramas para os compostos bifásicos, que normalmente compartilham
entre si algum elemento, que em grande maioria, este elemento se trata do oxigênio.
Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 339) relata a importância do conhecimento dos
diagramas dos materiais cerâmicos da seguinte forma:
O conhecimento dos equilíbrio de fases é fundamental para prever-se o
comportamento dos materiais, porque é necessário atingir-se o equilíbrio (ou
pelo menos um estado próximo a ele) para se alcançar estabilidade química.
Além disso, o conhecimento do equilíbrio de fases também é útil, ainda que
as relações de equilíbrio não se verifiquem, pois ele revela a direção em que
ocorrem as mudanças de potencial químico, podendo assim, indicar quais as
limitações de serviço impostas aos materiais pela pressão e pela temperatura
A seguir serão descritos alguns sistemas cerâmicos e seus respectivos diagramas.
2.2.1. Sistema SiO2
Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) relata que o sistema SiO2 é um sistema que
só depende exclusivamente das variáveis de estado (pressão e temperatura) visto que se
trata de um único componente. Observa-se que para o diagrama representado na Figura
10, a sílica pura possui 3 variedades alotrópicas comuns: a cristobalita, tridimita e o
quartzo, sendo que as duas primeiras são formadas em altas temperaturas e o ultimo em
temperaturas mais baixas.
Figura 10 - Sistema de um único componente – SiO2. Observação: um diagrama mais
completo incluiria também as modificações de cada fase sob temperaturas mais baixas
(adaptada de VAN VLACK, 1973).
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 340).
"As fases mais densas são as de alta pressão, coesita e keatita, para as quais os
limites de estabilidade ainda não são bem caracterizados" (VAN VLACK, 1973, apud
CASCUDO; CARASEK; HASPARYK, 2007, p. 339).
Figura 11 - Outra forma de representar o diagrama de fase pressão-temperatura para o
sistema SiO2 (ASKELAND, 1998).
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 325).
2.2.2. Sistema Al2O3 – Cr2O3
Ainda de acordo com Callister Jr (2008) um dos diagramas mais simples é o do
sistema óxido de alumínio-óxido de cromo (Al2O3-Cr2O3), e este tem a mesma forma
apresentada pelo diagrama de fases isomorfo cobre-níquel.
Figura 12 - O diagrama de fases óxido de alumino-óxido de cromo. (Adaptado de E. N.
Bunting.
Fonte: Callister Jr (2008, p. 319)
O referido diagrama de fases possui uma fase sólida, uma líquida e uma fase
intermediária de sólido-líquido com a forma de uma lâmina. É importante ressaltar que
essa solução sólida é do tipo substitucional, tendo seus íons com raios atômicos
semelhantes (0,053 nm e 0,062 nm respectivamente) e possuem a mesma estrutura
cristalina.
2.2.3. Sistema MgO-Al2O3
Callister Jr (2008) diz que o diagrama desse sistema MgO-Al2O3 (óxido de
magnésio-óxido de alumínio) tem características semelhantes ao diagrama de chumbo-
magnésio, apresentando entre as fases um composto chamado espinélio (MgAl203) e este
é representado como um campo monofásico.
Figura 13 - O diagrama de fases óxido de magnésio-óxido de alumínio, ss indica uma
solução sólida.
Fonte: Callister Jr (2008, p. 319)
Para esta situação existe uma solubilidade limitada do Al2O3 ou MgO abaixo de
aproximadamente 1400ºC na extremidade esquerda do diagrama que é decorrente a
diferença de carga e raios (Mg2+ e Al3+; 0,072 nm e 0,053 nm respectivamente) que
justifica a falta de solução sólida terminal.
2.2.4. Sistema ZrO2 - CaO
Callister Jr (2008) ainda descreve outros sistema que salienta ser necessário para
o entendimento dos materiais cerâmicos bifásico. Este é o sistema representado pelo
óxido de zircônio e o óxido de cálcio. Parte deste diagrama é mostrada na figura 14,
justamente a porção que corresponde ao início da formação do CaZrO3 (o eixo
horizontal se estende até aproximadamente 31%p CaO). Além disso é importante
salientar que são encontradas no diagrama um eutético (2250ºC e 23%p CaO) e duas
reações eutetóides (1000ºC e 2,5%p CaO, e 850ºC e 7,5%p CaO).
É importante ressaltar que ZrO2 presente neste diagrama apresenta 3 estruturas
cristalinas diferentes, quais sejam: tetragonal, monoclínica e cúbica. O autor comenta que
a transformação do ZrO2 tetragonal para monoclínica a aproximadamente 1150ºC com
uma grande alteração no volume e formação de trincas que torna uma peça cerâmica
inútil, mas esse processo pode ser estabilizado com a adição de aproximadamente 3 a
7%p CaO.
Figura 14 - Uma parte do diagrama de fases zircônia-calcia; ss indica uma solução sólida.
Fonte: Callister Jr (2008, p. 320).
2.2.5. Sistema SiO2 – Al2O3
Sistema representado pelo SiO2-Al2O3 (Sílica-Alumina), constituído por
compostos refratários e um dos mais importantes sistema para o mercado devido essa
característica. Esse compostos não são muitos solúveis em conjunto, e isso justifica a
ausência de solução sólida terminais nas extremidades.
A forma polimórfica da sílica que é estável nessas temperatura é a cristobalita e é
observável que existe a presença de um composto intermediário, a mulita 3Al2O-2SiO2.
Figura 15 - O diagrama de fases sílica-alumina. (Adaptado de F. J. Klug. S. Prochazka,
and R. H. Doremus, "Alumina-Silica Phase Diagram in the Mullite Region", J. Am.
Ceram. Soc., 70 [10] 758 (1987). Reimpresso sob permissão da American Ceramic
Society.)
Fonte: Callister Jr (2008, p. 320).
2.2. Propriedades dos materiais cerâmicos
2.2.1. Propriedades mecânicas e térmicas
O material cerâmico é um material frágil, ou seja, rompe sem ou quase nenhuma
deformação plástica. Existe muitos fatores que interferem a resistência mecânica dos
materiais cerâmicos, entre eles podem ser citados: a composição química, a
microestrutura, condições de superfície, temperatura e o tipo de tensão aplicada
(BOGAS, 2013).
Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) dizem que as propriedades das cerâmicas,
como qualquer outro material, depende da estrutura do mesmo. Dentre as propriedades
pertinentes aos materiais cerâmicos, o autor cita os seguintes: alta estabilidade térmica,
boa resistência à compressão e ao cisalhamento, a fratura do tipo frágil e baixa
condutividade elétrica.
De acordo com Bogas (2013) a resistência a compressão nas cerâmicas, chegam
a ser de 5 a 10 vezes maior do que a resistência a tração, ainda acrescenta que a
resistência a tração das cerâmicas variam em valores inferiores a 0,7 MPa até cerca de 7
GPa, porém afirma que existe cerâmicas técnicas que a resistência a tração ultrapassam
170 Mpa
Ainda de acordo com o autor, as ligações dos materiais cerâmicos são do tipo
iônicas e covalente, e devido a esses tipos de ligações tornam os materiais cerâmicos
duros e com baixa resistência a impacto. "A elevada dureza de alguns materiais
cerâmicos torna-os úteis para funcionarem como abrasivos para corte, desbaste e
polimento de materiais de menor dureza. A alumina e o carboneto de silício são dois dos
abrasivos mais utilizados" (BOGAS, 2013, p.10).
O autor ainda salienta que a falta de plasticidade das cerâmicas cristalinas também
é devido as ligações químicas iônicas e covalentes. "Até temperaturas elevadas (<100ºC)
os cerâmicos são materiais elásticos por excelência O seu comportamento é linear com a
quase totalidade da reversibilidade das deformações na remoção de carga" (BOCH;
NIÈPCE, 2007 apud BOGAS, 2013, p. 11).
Figura 16 - Dilatação térmica de alguns materiais de construção (adaptado de VAN
VLACK, 1973, p. 132).
Fonte: Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007, p. 344).
Com relação as ligações iônicas, Cascudo, Carasek e Hasparyk (2007) comentam
que os materiais cerâmicos possuem estabilidade térmica relativamente alta devido a esse
tipo de ligação, e comumente apresentam temperaturas de fusão superiores a dos
materiais metálicos e poliméricos. Contudo, devido a suas ligações, os materiais
cerâmicos não possuem elétrons livres na superfície, sendo classificados como maus
condutores de calor, tornando-os bons isolantes térmicos. O autor ainda acrescenta que
as fases cerâmicas apresentam baixo coeficiente de dilatação térmica quando comparados
com os aços, isso pode ser observado na figura 16, onde temos a comparação da
dilatação linear de alguns materiais metálicos e cerâmicos.
2.2.2. Propriedades elétricas
Os materiais cerâmicos possuem baixa condutividade elétrica, em consequência
da restrição de mobilidade dos elétrons das ligações iônicas e covalentes (SMITH,
2003). Esses materiais são comumente utilizados como isolantes e, portanto, suas
propriedades dielétricas são importantes e estão associadas com a estrutura dos cristais
(VAN VLACK, 1970). Sendo assim, ao contrário dos metais, os materiais cerâmicos não
conduzem eletricidade, em função de suas ligações atômicas. Por exemplo, se olharmos
na rua para um poste com fios elétricos, eles são ligados por um tipo de cerâmica que
parece um pinheiro. Assim, a cerâmica isola e não transmite corrente elétrica (ACCHAR,
2008).
Segundo Smith (2003) vários tipos de materiais cerâmicos são utilizados como
isoladores elétricos para correntes elétricas de baixa e alta voltagem. Existem três
propriedades importantes que são comuns em todos os isoladores ou dielétricos:
constante dielétrica, resistividade dielétrica e fator de perdas dielétricas.
Constante dielétrica: é a propriedade que mede a razão entre a capacitância de
um condensador (armazena cargas elétricas) que usa um dado material entre as
suas placas e a capacitância de um condensador em que existe vácuo entre as
placas.
Resistividade dielétrica: expressa a diferença de potencial por unidade de
comprimento (campo elétrico) à qual um dado material dielétrico permite
condução, isto é, o máximo campo elétrico que um dielétrico pode suportar sem
que ocorra o colapso elétrico.
Perdas dielétricas: é uma medida da perda de energia elétrica (na forma de
energia térmica) de um condensador colocado em um circuito de corrente
alternada.
Como materiais cerâmicos isoladores podemos citar a porcelana de estealite que
apresenta baixas perdas dielétricas, baixa absorção de humidade e boa resistência ao
impacto. Esse tipo de porcelana é usado em grande escala nas industriais de aparelhos
elétricos e eletrônicos, cuja sua composição baseia-se em 90% de talco (3MgO·4SiO2·
H2O) e 10% de argila. Outro material cerâmico que possui característica de ser isolante
elétrico são os que apresentam óxido de alumínio (Al2O3), visto que apresentam
resistência dielétricas relativamente altas e perdas dielétricas baixas, em conjunto com a
resistência mecânica relativamente elevada (SMITH, 2003).
Embora os compostos cerâmicos sejam normalmente isolantes, eles podem ser
semicondutores, se contiverem elementos multivalentes de transição. Essa passagem de
isolante para semicondutor ocorre quando o material está submetido a altas voltagens.
Geralmente, essa falha é um fenômeno de superfície que se dá através do corpo do
material, apenas para gradientes de voltagens extremamente elevados. Em consequência
desses fatores, um campo elétrico muito forte pode ser criado e pode romper os dipolos
induzidos no isolador. Quando isso ocorre, o material deixa de ser isolante (VAN
VLACK, 1970).
Essas propriedades são importantes para o funcionamento de alguns dispositivos
elétricos, como por exemplo o termistor (ou resistência sensível à temperatura) que é
usado para mediação e controle da temperatura. Os materiais cerâmicos mais utilizados
para termistores são os óxidos sinterizados dos elementos Mn, Ni, Fe, Co e Cu. Assim,
usam-se combinações dos óxidos destes elementos, sob a forma de soluções sólidas, para
obter a gama de condutividades elétricas adequadas às variações de temperatura
(SMITH, 2003).
2.2.3. Propriedades ópticas
Entende-se por propriedade óptica, a resposta de um material à exposição a uma
radiação eletromagnética e, em especial, à luz visível (CALLISTER JR, 2008). Para
alguns materiais, o seu comportamento óptico, isto é, o modo como eles refletem,
absorvem ou transmitem luz visível, é mais importante que o seu comportamento
mecânico. A luz visível interage com os mais comuns materiais ópticos, como os vidros
óxidos e as cerâmicas cristalinas (SCHACKELFORD, 2008).
Muitas cerâmicas são meios eficazes para a transmissão de luz e o seu
comportamento está relacionado com sua estrutura eletrônica. O grau de transmissão é
indicado por materiais que podem ser opacos, transparentes e translúcidos (Figura 17)
(VAN VLACK, 1970; SCHACKELFORD, 2008), conforme é descrito sucintamente a
seguir:
Figura 17 - Materiais, da esquerda para direita, transparente, translúcido e opaco.
Fonte: Callister Jr (2008).
Opacos: em geral, materiais opacos possuem elétrons livres, pois os elétrons
livres absorvem a energia eletromagnética da luz. Sendo assim materiais opacos
não propagam luz, ou seja, a luz é em parte absorvida e refletida.
Transparentes: são materiais que permitem que a luz atravesse, descrevendo
trajetórias regulares e bem definidas. Nesse caso, os elétrons de uma estrutura
podem interagir com a radiação eletromagnética sem absorção de energia, de
forma que o material permanece transparente. O índice de refração é um
parâmetro importante pois depende da polarização eletrônica e,
consequentemente, da densidade e da presença de átomos com números atômicos
maiores. Esses efeitos sentidos em materiais cerâmicos, como por exemplo a
sílica (SiO2). Outro exemplo é que a eliminação torna a alumina policristalina
(Al2O3) em material aproximadamente transparente
Translúcidos: nesses materiais, os feixes de luz percorrem trajetórias irregulares
com intensa difusão, ou seja, a luz se espalha sobre o meio no qual está se
propagando. Assim, a luz consegue passar, porém seus feixes sofrem desvios na
sua orientação por causa da constituição do material sobre o qual a luz está
incidindo.
Os fenômenos ópticos que ocorrem no interior dos materiais sólidos envolvem
interações entre a radiação eletromagnética e os átomos, íons e/ou elétrons. Dois
mecanismos importantes da interação da luz com a partícula em um sólido são, segundo
Callister Jr (2008):
Polarização: é a distorção de uma nuvem de elétrons de um átomo por um
campo elétrico. Alinhamento de dipolos, são consequência desse tipo de
fenômeno, onde há absorção de energia (parte da energia da radiação pode ser
absorvida - deformação elástica) e propagação de ondas eletromagnéticas (as
ondas têm as suas velocidades reduzidas conforme passam através de um meio).
Transição de elétrons: a absorção e a emissão de radiação eletromagnética pode
envolver transições eletrônicas de um estado de energia para o outro. Ou seja,
esse fenômeno ocorre quando um elétron excitado migra de um estado ocupado
para um estado vazio e de maior energia pela absorção de um fóton de energia.
Os materiais não metálicos podem ser transparentes à luz visível, em função das
suas estruturas das bandas de energia eletrônica, como descrito anteriormente. Sendo
assim, é importante conhecer algumas propriedades ópticas, como reflexão, absorção,
refração, transmissão e cor. A seguir será discutido brevemente cada uma dessas
propriedades assim, como sua relação com os materiais cerâmicos.
i. Refração
O fenômeno de refração ocorre quando a luz que é transmitida para o interior dos
materiais transparentes sofre uma diminuição na sua velocidade e, como consequência,
sofre um desvio na interface (CALLISTER JR, 2008). A diminuição da velocidade
quando a luz é transmitida através de um material ocorre devido à perda de energia dos
feixes de luz (SMITH, 2003).
Em geral, quanto maior for o átomo ou íon, maior será a polarização eletrônica,
menor será a velocidade de propagação da onda e, consequentemente, maior será o
índice de refração do material. Para cerâmicas que possuem estrutura cristalina cúbica,
assim como para o vidros, o índice de refração é independente da orientação
cristalográfica (i. e., ele é isotrópico). Já em cristais não cúbicos, o índice é maior ao
longo das direções que têm a maior densidade de íons (CALLISTER JR, 2008).
ii. Reflexão
Quando a radiação luminosa passa de um meio para o outro que possui um índice
de refração diferente, uma parte da luz é espalhada na interface entre os dois meios
mesmo se ambos forem transparentes. A reflexão é medida através da refletividade, cujo
princípio é representar a fração da luz incidente que é refletida na interface do material e
quanto maior for o índice de refração do sólido, maior será a sua refletividade. Cabe
ressaltar ainda, que assim como índice de refração depende do comprimento de onda
incidente, a refletividade também varia em função do comprimento de onda
(CALLISTER JR, 2008).
A aparência geral de determinado material é fortemente afetada pelas
intensidades relativas de reflexão espetacular (relativa à superfície média) e difusa
(devido a rugosidade da superfície) (SCHACKELFORD, 2008). A reflexão espetacular é
produzida quando a luz reflete de uma superfície lisa, por exemplo, um espelho. A luz
vai refletir no mesmo ângulo no qual incide/chega a essa superfície. Já a reflexão difusa é
produzida quando a luz chega a uma superfície ou objeto que tem textura, por exemplo,
uma parede com textura.
iii. Absorção
Os materiais não metálicos ou são intrinsecamente transparentes ou são opacos à
luz visível. Se os materiais forem transparentes, com frequência eles exibem bem uma
cor. A opacidade ocorre nos materiais que possuem espaçamentos entre bandas
relativamente estreitos, como resultado de uma absorção de energia de um fóton é
suficiente para promover transições eletrônicas da banda de valência para banda de
condução (CALLISTER JR, 2008).
iv. Transmissão
Assim como os fenômenos de absorção e reflexão, a transmissão pode ser
aplicada à passagem da luz através de um sólido transparente. A fração de luz que incide
e que é transmitida através de um meio transparente depende das perdas devido a
absorção e reflexão (CALLISTER JR, 2008).
v. Cor:
Outra importante propriedade óptica é a cor. Em cerâmicas e vidros, a coloração
é produzida pela absorção seletiva de certos intervalos de comprimento de onda dentro
do espectro visível, devido a transições de elétrons devido a transição de elétrons nos
íons do metal de transição. As cores são fornecidas pelos diversos íons metálicos. Em
função do número de coordenação do íon, ele pode gerar mais de um tipo de cor. E
como a amplitude de transição de energia para um elétron que absorve um fóton é
afetada pela coordenação iônica. Logo, a curva de absorção varia e, com ela, a cor
resultante (SCHACKELFORD, 2008).
Segundo Callister Jr (2008), a luz visível ocupa uma região muito estreita do
espectro de radiações eletromagnéticas, com comprimentos de onda que vão de 0,4 μm
até 0,7 μm. As cores são determinadas pelos respectivos comprimentos de onda: 0,40 a
0,45 μm violeta; 0,45 a 0,50 μm azul; 0,50 a 0,55 μm verde; 0,55 a 0,60 μm amarelo;
0,60 a 0,65 μm laranja; 0,65 a 0,70 μm vermelho; a luz branca é uma mistura de todas as
cores.
vi. Luminescência:
Alguns materiais são capazes de absorver energia e então reemitir a luz visível.
Esse fenômeno, é chamado de luminescência e ocorre quando a energia é absorvida
como consequência das excitações dos elétrons, à qual é reemitida como luz visível
(CALLISTER JR, 2008).
Em geral, os átomos de um material emitem fótons de energia eletromagnética
quando retornam ao estado fundamental após ficarem em um estado excitado devido a
absorção de energia. Existem dois tipos de luminescência e o fator limitante é o tempo.
Se a remissão ocorre rapidamente (em menos de 10 nanosegundos), o fenômeno é
chamado de fluorescência. Para períodos maiores o fenômeno é chamado de
fosforescência (SCHACKELFORD, 2008).
2.2.4. Magnéticas
Analogamente às propriedades elétricas, as propriedades magnéticas dos
materiais cerâmicos dependem do arranjo dos cátions e dos seus elétrons que não
pertencem à camada de valência. Compostos cerâmicos contendo ferro, níquel ou
cobalto podem ser magnéticos, desde que suas estruturas sejam tais que permitam que os
íons tenham seus momentos magnéticos alinhados espontaneamente (VAN VLACK,
1970).
2.3. Processamento
O processamento é uma importante etapa na produção dos materiais cerâmicos,
uma vez que sua inadequação pode afetar profundamente o desempenho dos materiais
(SCHACKELFORD, 2008). Dessa maneira, se faz importante conhecer as etapas pelos
quais os materiais são produzidos para que suas propriedades estejam adequadas para os
fins que se deseja. Smith (2003) cita que grande parte dos produtos em cerâmicas são
fabricados por compactação de pós ou partículas, obedecendo-se peças com a forma
pretendida, as quais são posteriormente aquecidas a temperaturas elevadas. Em especial,
será discutido a seguir o processo pelo qual os materiais cerâmicos estruturais à base de
argila são fabricados.
2.3.1. Preparação dos materiais
As matérias primas para os produtos cerâmicos variam de acordo com as
propriedades exigidas para a peça final. É uma mistura que pode conter ainda outros
componentes como lubrificantes e ligantes, que pode ser realizada por via úmida, seca ou
mista (seca e úmida). O processo de mistura por via úmida é comum em componentes
cerâmicos estruturais (tijolos, telhas, tubos de esgotos e outros produtos argilosos) uma
vez que esses elementos não exigem grandes propriedades. Outros produtos cerâmicos,
as matérias primas são moídas a seco conjuntamente com outros materiais (ligante e
aditivos) (SMITH, 2003). A argila, assim como a caulinita e água, atua como ligante
inicial para os pós de cerâmica constituídos de sílica (ASKELAND; PHULÉ, 2011) que
em condições adequadas de umidade, são conformadas para dar forma ao material
cerâmico.
A matéria prima desempenha dois importantes papéis no processamento dos
materiais cerâmicos. Primeiro, quando é adicionada água esse material se torna muito
plástico, cuja condição é denominada de hidroplasticidade – propriedade muito
importante durante a etapa de conformação (moldagem). Em segundo lugar, a argila se
funde/derrete em determinadas faixas de temperatura (depende da composição da argila)
e, portanto, uma peça densa e resistência pode ser produzida durante o cozimento sem
que ocorra fusão completa, de tal maneira que a forma desejada seja mantida
(CALLISTER JR, 2008).
2.3.2. Conformação
Normalmente, após extraídas, as matérias primas têm que ser submetidas a uma
operação de moagem ou de trituração, cujo procedimento é diminuir o tamanho das
partículas. Posteriormente, é realizado o peneiramento ou classificação granulométrica
com o intuito de produzir um produto pulverizado com a faixa de tamanho das partículas
desejadas. A peça conformada deve oferecer resistência mecânica suficiente para que
possa permanecer intacta durante as etapas de transporte, secagem e cozimento. Duas
técnicas são utilizadas para a conformação de composições à base de argila: a
conformação hidroplástica e a fundição em suspensão (CALLISTER JR, 2008).
- Conformação hidroplástica: é a técnica de conformação hidroplástica mais conhecida
é a extrusão, onde a massa cerâmica plástica rígida é forçada através de um orifício de
uma matriz que possui a geometria desejada da seção transversal. Tijolos, tubos, blocos
cerâmicos e azulejos são todos fabricados geralmente com o emprego de uma máquina
de extrusão (CALLISTER JR, 2008).
- Fundição em suspensão: A fundição por suspensão, como mostra a Figura 18, é uma
técnica realizada à temperatura ambiente onde a suspensão é uma mistura de pó e água
que é derramada em um molde poroso (normalmente, é feito de gesso-de-paris).
Figura 18 - Processo de fundição por suspensão dos materiais cerâmicos
Fonte: Schackelford (2008).
Grande parte da água é absorvida pelo molde, deixando uma forma de pó
relativamente rígida, que pode ser removida do molde quando a peça apresentar
espessura adequada, cuja magnitude dependerá do tempo. Na medida em que a peça seca
e se contrai, ela se separa (ou se libera) da parede do molde. Com isso, o molde pode ser
desmoldado e a peça fundida pode ser removida (SCHACKELFORD, 2008).
Algumas características, como a natureza da suspensão, a quantidade de bolhas
na peça, a resistência da peça ao ser desmoldada, as propriedades do molde e sua
porosidade são extremamente importantes para um adequado processo de fundição em
suspensão dos materiais cerâmicos (CALLISTER JR, 2008).
2.3.3. Tratamento térmico
O tratamento térmico é feito através da secagem das peças recém conformadas e
tem como objetivo remover o excesso de água. Essa remoção causa deformações
dimensionais e, inicialmente, a água entre as partículas de argila evapora e causa maior
parte da retração volumétrica. Em seguida, uma pequena mudança dimensional ocorre
quando a água existente dentro dos poros evapora. É importante que a temperatura e a
umidade sejam cuidadosamente controladas para se proporcionar uma secagem uniforma
de toda a peça, minimizando assim, tensões, distorção e trincas (ASKELAND; PHULÉ,
2011).
De acordo com Callister Jr (2008), a taxa com que a água sai da peça deve ser
controlada através da temperatura, da umidade e da taxa de escoamento do ar, a fim de
evitar as contrações. Outros fatores como a espessura do corpo (as contrações são mais
prováveis em peças grossas do que em peças finas), o teor de água (quanto maior for,
mais intensa será a contração), o tamanho das partículas de argila (a contração aumenta à
medida em que o tamanho das partículas é diminuído). O autor cita ainda que é
importante que as temperaturas de secam sejam mantidas abaixo de 50ºC, pois alguns
materiais são sensíveis à temperatura.
2.3.4. Cozimento
Após a secagem, um corpo é geralmente cozido em temperaturas elevadas que
varia de 900 a 1400ºC. A temperatura de cozimento dependa da composição e das
propriedades desejadas para a peça acabada. Durante o processo de queima (cozimento),
a massa específica aumenta ainda mais (com a diminuição da porosidade) e a peça vai
ganhando resistência mecânica. O aumento da massa específica é obtido por vitrificação,
que é a formação gradual de um vidro líquido que flui para o interior e preenche parte do
volume dos poros. O grau de vitrificação depende da temperatura e do tempo de
cozimento (esse grau aumenta com o aumento da temperatura), assim como da
composição do corpo; e controla as propriedades da peça cerâmica à temperatura
ambiente. A resistência, a durabilidade e a massas específica são melhoradas conforme o
aumento do grau de vitrificação (CALLISTER JR, 2008).
2.4. Aplicações
A maioria dos materiais cerâmicos se enquadra em um esquema de aplicação-
classificação que inclui os seguintes grupos: vidros, produtos estruturais à base de argila,
louças brancas, refratários, abrasivos, cimentos e as recentemente desenvolvidas
cerâmicas avançadas (CALLISTER JR, 2008). A Figura 19 apresenta a classificação
desses vários tipos de materiais.
Figura 19 - Classificação dos materiais cerâmicos com base na sua aplicação
Fonte: Adaptado de Callister Jr (2008).
Em função de suas características específicas, tais como: baixa densidade em
comparação aos materiais metálicos, alta resistência contra à corrosão, boas
propriedades em altas temperaturas, estabilidade térmica e etc., os materiais cerâmicos
são amplamente utilizados e precisaríamos escrever um livro se fôssemos falar de todas
as suas aplicações (ACCHAR, 2008). Dessa forma, a princípio será discutido de forma
sucinta algumas aplicações e, posteriormente, será discutido os materiais de cerâmica
vermelha.
Segundo Oliveira e Maganha (2006), os diversos segmentos que compões o
complexo setor cerâmico possuem características diferentes e podem ser classificados da
seguinte forma:
Cerâmica branca: grupo bastante diversificado, o qual compreende os produtos
obtidos a partir de uma massa de coloração branca, em geral recobertos por uma
camada vítrea transparente e incolor, como por exemplo, louça de mesa, louça
sanitária e isoladores elétricos;
Cerâmica de revestimentos: responsável pela produção de materiais na forma
de placas, usados na construção civil para revestimento de paredes, pisos,
bancadas e piscinas de ambientes internos e externos, os quais recebem diversas
designações, tais como: azulejo, pastilha, porcelanato, grês, lajota, piso, etc.;
Cerâmica vermelha: compreende materiais com coloração avermelhada
empregados na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes,
tubos cerâmicos e argilas expandidas), e também utensílios de uso doméstico e de
decoração. Segmento formado em geral pelas olarias e fábricas de louças de
barro;
Materiais refratários: abrange grande diversidade de produtos com finalidade
de suportar temperaturas elevadas em condições específicas de processo e/ou de
operação. Usados basicamente em equipamentos industriais, estão geralmente
sujeitos a esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de
temperatura entre outras adversidades. Para suportar estas condições, foram
desenvolvidos vários tipos de produtos, a partir de diferentes matérias-primas ou
mistura destas;
Isolantes térmicos: os produtos incluídos nessa classificação podem ser:
- Refratários isolantes que não se enquadram no segmento de refratários,
- Isolantes térmicos não refratários, incluindo produtos como vermiculita
expandida, sílica diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã de vidro e lã de rocha,
que podem ser utilizados, a temperaturas de até 11 00ºC;
- Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam composições tais como sílica,
sílicaalumina, alumina e zircônia e que, dependendo do tipo, podem chegar a
temperaturas de até 2000ºC ou mais;
Cerâmica de alta tecnologia/cerâmica avançada: produtos desenvolvidos a
partir de matérias-primas sintéticas de altíssima pureza, por meio de processos
rigorosamente controlados e classificados, de acordo com suas funções. São
usados em diversas aplicações como naves espaciais, satélites, usinas nucleares,
implantes, aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para
automóveis, sensores (umidade, gases e outros), ferramentas de corte,
brinquedos, acendedores para fogão, entre outros;
Outros:
- Fritas (ou vidrado fritado): importantes matérias-primas de acabamento para
diversos segmentos cerâmicos que requerem determinados acabamentos.
Constituídas por um vidro moído, são fabricadas por indústrias especializadas a
partir da fusão da mistura de diferentes matérias-primas. É aplicada na superfície
do corpo cerâmico que, após a queima, adquire aspecto vítreo, com o objetivo de
melhorar a estética, tornar a peça impermeável, aumentar a resistência mecânica e
melhorar outras características;
- Corantes: constituem-se de óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos
obtidos a partir da mistura de óxidos ou de seus compostos. Os pigmentos são
fabricados por empresas especializadas, inclusive por muitas das que produzem
fritas, cuja obtenção envolve a mistura das matérias-primas, calcinação e moagem.
Os corantes são adicionados aos esmaltes (vidrados) ou aos corpos cerâmicos para
conferir-lhes colorações das mais diversas tonalidades e efeitos especiais;
- Abrasivos: parte da indústria de abrasivos é considerada como segmento do
setor cerâmico por utilizar-se de matérias-primas e processos semelhantes. Os
produtos mais conhecidos deste segmento são o óxido de alumínio eletrofundido e
o carbeto de silício;
- Vidro, cimento e cal: três importantes segmentos cerâmicos e que, por suas
particularidades relacionadas às matérias-primas, características de processo, porte
e relevância econômica, são muitas vezes considerados à parte da cerâmica.
2.4.1. Cerâmica vermelha
De acordo com Kazmierczak (2007), a indústria de cerâmica vermelha ou
cerâmica estrutural é uma das mais antigas do mundo, seu processo de produção é feito
através de etapas que, de modo geral, vai desde a extração da matéria prima, a
conformação das peças e a calcinação destas (Figura 20).
Figura 20 - Processo de fabricação de componentes de cerâmica vermelha
Fonte: Kazmierczak (2007).
Preparação da massa:
A matéria prima utilizada para a fabricação dos componentes de cerâmica
vermelha é a argila que é um material natural terroso, de baixa granulometria e que
apresenta em sua constituição argilominerais e minerais acessórios. A preparação da
massa inicia-se com a extração das argilas para a fabricação dos componentes da
cerâmica vermelha (KAZMIERCZAK, 2007).
Figura 21 - Preparação da massa dos componentes
a) Extração da argila b) Homogeneização da argila
A extração é realizada a céu aberto com o auxílio de retroescavadeiras ou
equipamento semelhante e, comumente, a mineração encontra-se em locais próximos à
empresa. Esses equipamentos utilizados depositam a matéria prima em caminhões
basculantes que realizam o transporte para os locais de depósitos das empresas para a
formação de grandes estoques, que em seguida são submetidos a homogeneização
(Figura 21) (CARVALHO, 2001).
Conformação:
A conformação ou moldagem das peças cerâmicas pode ser realizada por
extrusão ou prensagem. Por ser mais econômica, a extrusão (Figura 22) é o método mais
usual dentro do segmento da indústria cerâmica vermelha para produção de tijolos e
blocos. A prensagem é um método de conformação mais caro, sendo empregado para
fabricação de telhas (SOARES; NASCIMENTO, 2007).
Figura 22 - Máquina extrusora com boquilha de tijolos de 9 furos
Fonte: Construções Mecânicas Cocal LTDA (2011)1.
Secagem:
O processo de secagem dos materiais de cerâmica vermelha, por exemplo, ocorre
de maneira natural ou artificial. A secagem natural (Figura 23) é realizada por meio da
estocagem das peças conformadas em prateleiras, em local protegido da chuva. Já a
secagem artificial consiste em aproveitar o calor proveniente dos fornos, através de
secadores artificiais (KAZMIERCZAK, 2007).
1 Máquina de extrusão de tijolos de cerâmica vermelha. Disponível em: <http://www.cmc.ind.br>
Acesso em: 12 jun. 2015.
Figura 23 - Secagem natural dos componentes de cerâmica vermelha
a) Secagem de tijolos em galpões b) Secagem de telhas ao ar livre
Queima:
Após o fim da secagem as peças são levadas para o forno onde recebem um
tratamento térmico, denominado de queima, em altas temperaturas a fim de conferir ao
produto características imprescindíveis como resistência, cor e dimensão. A etapa de
queima das peças de cerâmicas vermelhas, é conduzida em fornos (Figura 24), cuja
concepção térmica e os combustíveis utilizados, têm grande variedade. A temperatura
varia de acordo com o componente cerâmico que se deseja fabricar. No caso dos tijolos,
a temperatura varia de 750 à 9000C; para telhas, varia de 900 à 9500C e no caso de tubos
cerâmicos de 950 à 12000C (BACCELLI JÚNIOR, 2010).
Figura 24 – Queima em forno contínuo tipo túnel
Fonte: Kazmierczak (2007).
Resfriamento:
Após a queima, segundo Bauer (1994), os componentes deverão ser submetidos
a um lento resfriamento que, geralmente varia, de 8 a 24 horas.
Esse processo dá origem aos produtos que caracterizam-se pela cor vermelha de suas
peças, representados por uma grande variedade de materiais, como tijolos, blocos, telhas,
tubos, lajotas, vasos ornamentais, agregados leves de argila expandida e outros
(SEBRAE, 2008). Alguns desses diversos produtos são apresentados na Figura 17.
Figura 17 – Componentes de cerâmica vermelha
a) Tijolos, utilizados para vedação; e blocos estruturais.
b) Diversos tipos de telhas conformados
Fonte: Kazmierczak (2007).
O Brasil, ao longo dos anos, tornou-se um grande produtor de cerâmica vermelha
e muitos tipos de produtos, dos diversos segmentos cerâmicos, atingiram nível de
qualidade mundial. Isso se deve, especificamente, a abundância de matérias primas
naturais, as fontes alternativas de energia e a disponibilidade de tecnologias práticas
embutidas nos equipamentos industriais (ABC, 2012).
Em função do grande crescimento nacional, as empresas produtoras de cerâmica
vermelha, também conhecidas como olarias, são de grande importância para economia
nacional e regional. Essas empresas contribuem com cerca de 1% do Produto Interno
Bruto (PIB) do País, correspondendo a aproximadamente a 12 milhões de reais. Essa
contribuição reflete na geração de emprego, salário e renda para população, em especial,
para aqueles sem qualificação profissional (SEBRAE, 2008).
Atualmente, existem cerca de 4.500 empresas produtoras de cerâmica vermelha
que produzem em média 1.000.000 de peças/mês. Estima-se ainda que o faturamento do
segmento no País é da ordem de 18 bilhões de reais (ANICER, 2011).
2.5. Referências
ABC. Cerâmica no Brasil: considerações gerais. 2012. Disponível em: <
http://www.abceram.org.br/site/index.php?area=2 > Acesso em 10 jun. 2015.
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BAUER, F.L.A. Materiais de construção. Editora Livros Técnicos e Científicos, 5ª
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