Materiais Cerâmicos e Vidros
Objetivos
Conhecer a estrutura de diferentes cristais cerâmicos (óxidos, nitretos e carbonetos com
importantes aplicações tecnológicas) e a estrutura dos silicatos usados no fabrico de
cerâmicos tradicionais.
Conhecer a estrutura dos vidros e os princípios de formação de um vidro. Conhecer as
composições típicas dos principais tipos de vidros comerciais.
Conhecer o efeito da temperatura nas transformações estruturais de constituintes
cerâmicos.
Conhecer aspectos determinantes da microestrutura dos cerâmicos (energias de superfície,
de interfaces e de limite de grão).
Compreender a inter-relação entre estrutura-microestrutura-propriedades nos cerâmicos e
vidros.
Conseguir determinar o efeito da temperatura nas transformações estruturais que ocorrem
numa dada composição cerâmica.
Conseguir avaliar as condições necessárias para que seja possível a formação de um vidro
a partir de óxidos cerâmicos
Conseguir avaliar o efeito da estrutura e microestrutura de um cerâmico nas suas
propriedades.
Conseguir avaliar o efeito da composição nas propriedades de um vidro.
Capacidade de correlacionar conhecimentos científicos
Capacidade de analisar dados com espírito crítico
Capacidade de relacionar os conhecimentos científicos de base com aplicações
tecnológicas específicas
Caracterização geral
Código
7464
Créditos
6.0
Professor responsável
Maria Margarida Rolim Augusto Lima
Horas
Semanais - 4
Totais - 69
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Para obter frequência a esta unidade curricular é necessário ter frequentado aulas práticas laboratoriais e responder aos questionários sobre os trabalhos práticos.
Bibliografia
Richerson, D. W., & Lee, W. E. (2018), Modern Ceramic Engineering: Properties, Processing, and Use in Design (4ª ed.). CRC Press.
Rahaman, M. N. (2017), Ceramic Processing and Sintering (3ª ed.). CRC Press.
W. D. Kingery, Bowen, Uhlmman (1976), Introduction to Ceramics, 2nd ed. Ed. John Wiley &Sons.
Y-M Chiang, D. P. Birnie, W. D. Kingery (1996), Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering, John Wiley & Sons.
Shelby J. (2020), Introduction to Glass Science and Technology, Royal Society of Chemistry.
Tulyaganov D. , Baino F., Tomalino M. (2021), Ceramics, Glass and Glass-Ceramics: From Early Manufacturing Steps Towards Modern Frontiers, Springer International Publishing.
Método de ensino
Aula teóricas de exposição com apresentação de ilustrações em power point . Apresentação de diversos casos de estudo e de aplicação prática.
Aulas práticas com realização de problemas em que é fornecido previamente o enunciado. Esclarecimento da realização dos problemas.
Realização de trabalhos laboratoriais
Método de avaliação
A avaliação será constituída por 2 testes escritos, T1 e T2 complementados por uma componente de avaliação (L) relativa a questinários sobre a parte prática e assiduidade do aluno (A) às aulas T e TP. O peso da avaliação de T1 é de 37,5%, de T2 (37,5%), de L (20% ) e de A (5%). A nota final é calculada por N= 0,375T1+0,375T2+0,2L+0,05A. Para dispensa à avaliação por exame escrito (E) , o valor de N tem que ser igual ou superior a 9,5 valores em 20 valores. Em caso de exame a nota final é calculada N= 0,75E+0,2L+0,05A.
Conteúdo
Estrutura de cristais cerâmicos, estrutura de silicatos.
Estrutura dos vidros (formação de um vidro, temperatura de transição vítrea; composições típicas de vidros de óxidos).Defeitos em cerâmicos; superfícies, interfaces e limites de grão.
Equilíbrio de fases em sistemas cerâmicos (revisão de conceitos; diagramas de sistemas cerâmicos binários e ternários, sequências de cristalização).Propriedades térmicas de cerâmicos e vidros (dilatação térmica; condutividade térmica; efeitos da composição, microestrutura e porosidade). Isolantes térmicos.Comportamento mecânico de cerâmicos e vidros (propriedades elásticas; fractura frágil; tenacidade; efeito da microestrutura; reforço de cerâmicos; tensões térmicas e fractura; choque térmico; deformação a altas temperaturas).
Propriedades eléctricas de cerâmicos e vidros (condutividade electrónica e iónica, isolantes eléctricos, comportamento dieléctrico, comportamento ferroeléctrico e piezoeléctrico).
Propriedades ópticas dos vidros (absorção e transparência, reflexão e refracção, reflectividade, bi-refringência, dispersão óptica).