Propriedades F

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Propriedades Físicas

• Densidade

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Em muitas aplicações estruturais a baixa
densidade dos componentes é de fundamental
importância.

• Para os materiais cerâmicos a densidade tem uma
  função adicional que é a de ser uma das formas de
  se determinar a porosidade.
• A densidade de um material cerâmico depende
• -Tamanho e peso atômico dos
  elementos constituintes.
• -Percentual de porosidade da
  microestrutura.
• -Seu maior ou menor
  empacotamento atômico,(ligações covalentes)
  influência da alotropia ou polimorfismo ( em
  geral essa variável oferece pequena influência no
  valor da densidade) Quartzo 2,65 g/cm3
  Cristobalita 2,33 g/cm3 Tridimita 2,19 g/cm3

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Tipos de densidade

• Densidade cristalográfica É a obtida a partir da
  fórmula química e do sistema cristalino. É
  calculada dividindo a massa da célula unitária
  pelo volume da célula unitária. Considera o
  material e o sistema cristalino perfeitos (sem
  defeitos)
• Densidade teórica Densidade do material que
  contenha porosidade zero, mas leva em conta
  defeitos estruturais do sistema cristalino,
  misturas, múltiplas fases e soluções sólidas.
• Densidade de massa É a densidade medida de um
  material cerâmico incluindo porosidade,
  defeitos, vazios, contaminantes, misturas etc...
• Densidade específica É a densidade de massa de
  um material em relação a densidade da água a 4º C
  (g/cm3 / g/cm3 - adimensional)

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(No Transcript)
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Cálculo da densidade cristalográfica do cloreto
de sódio

• Na célula unitária tem 4 sódios e 4 cloros

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Avaliação da densidade Norma ASTM C373

• Usam-se corpos de prova com peso mínimo de 50g
  com tamanho aproximado de 3 X 3 e previamente
  secados em fornos.
• 1- Medida do peso seco D
• 2- Ferver a peça em água por 5 h e deixar esfriar
  em água por 24 h.
• 3- Pesar o material. como retirado da água, ao ar
  W e dentro da água S .
• Calcula-se
• Volume externo V W-S
• Densidade de massa B D/V
• Porosidade aparente P W-D / V
• Volume do material impermeável
  D-S
• Densidade aparente(considera
  apenas a porosidade fechada) TD / D-S
• Absorção de água A W-D / D

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Uso da norma ASTM C373 em geral empregada para
obter informações de cerâmicas tradicionais
principalmente tijolos
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Exemplos de cálculo de densidade e de de
porosidade

• Um inserto para usinagem cerâmico consiste de 30
  em vol. de SiC (whiskers - agulhas) em uma matriz
  de Al2O3 (alumina). Estimar a densidade teórica
  dessa mistura se o SiC tem uma densidade
  cristalográfica de 3,22 g/cm3 e a Al2O3 tem uma
  densidade cristalográfica de 3,95 g/cm3 .
• dt (0,3).(3,22 g/cm3) (0,7).(3,95 g/cm3)
• dt 3,731 g/cm3

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Exemplos de cálculo de densidade e de de
porosidade

• A mesma mistura do problema anterior teve sua
  densidade de massa medida e seu valor é de 3,65
  g/cm3 . Qual o percentual de porosidade está
  presente nesse cerâmico?
• dt dmassa/ dteórica
• dt 3,65 g/cm3 / 3,731 g/cm3 X 100
• dt 97,8 logo de porosidade 100 97,8
• de porosidade 2,2

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Avaliação da porosidade usando porosímetros de
mercúrio

• A amostra é colocada em um container
• O container é evacuado e preenchido com mercúrio
  em quantidade conhecida e exata.
• A pressão sobre o mercúrio é aumentada lentamente
  fazendo ele penetrar em poros cada vez menores
  fazendo seu volume decrescer continuamente.
• PD-4?cosT onde P é a pressão aplicada D é o
  diâmetro dos poros ? é a tensão superficial do
  mercúrio e T é o ângulo de contato entre o
  mercúrio e a parede do poro ( em geral 140 graus)

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Avaliação da porosidade usando porosímetros de
mercúrio