Importância dos materiais cerâmicos na nossa sociedade

Podemos considerar que existem atualmente na ciência de materiais quatro tipos de materiais: os metais e as ligas, os polímeros, as cerâmicas e os compósitos [¹] [²]. Para maioria das pessoas a palavra cerâmica está somente relacionada com material de construção (cimento, tijolos, revestimento de piso ou parede) e louça. Efetivamente, os mais antigos traços de materiais cerâmicos são fragmentos de louças, a base de argila, elaboradas na china pré-histórica. Esse tipo de cerâmica, que faz parte das cerâmicas chamadas tradicionais, são constituídas principalmente de silicatos, que são compostos combinados de dióxido de silício SiO₂, e de outros óxidos metálicos tais como Al₂O₃, CaO, K₂O ou MgO. A partir da metade do século passado, com o desenvolvimento tecnológico de novos processos de elaboração e caracterização, materiais cerâmicos inovadores, chamados cerâmicas avançadas ou de engenharia, começaram a serem desenvolvidos, aumentando consideravelmente a área de aplicações desses materiais. Enquanto as cerâmicas tradicionais são fabricadas a partir de materiais naturais, geralmente com argila, quartzo e feldspato, as cerâmicas avançadas não possuem silicatos e são elaboradas a partir de pós sintéticos de óxidos, de nitretos, de carbetos, de boretos, de carbonetos etc. Essas últimas possuem propriedades químicas, físicas e mecânicas muito superiores às cerâmicas tradicionais, como biocompatibilidade, alta dureza, altas resistências mecânica, térmica, resistência ao desgaste e à corrosão, etc. As cerâmicas avançadas são materiais utilizados na fabricação de muitos produtos de alta tecnologia [³] [⁴] [⁵] [⁶], que possuem aplicações na área da saúde, como as biocerâmicas [⁶] [⁷] [⁸], na área da eletrônica, como as cerâmicas funcionais (eletrocerâmicas, cerâmicas magnéticas e cerâmicas óticas) [³] [⁴] [⁶] [⁹] [¹⁰], na conversão e estocagem de energia, como materiais de eletrodos, eletrólitos, selantes e interconectores [³] [⁶] [⁹] [¹¹] [¹²]. Elas estão presentes também nas indústrias eletrodoméstica, automotiva, naval e aeronáutica devido principalmente às suas propriedades térmicas e mecânicas [³] [¹⁰]. A ciência e a tecnologia dos materiais cerâmicos são essenciais no desenvolvimento da nossa sociedade e as pesquisas nessa área tem um papel fundamental, como ilustrado na tabela 1, que apresenta alguns dos principais tópicos atualmente investigados internacionalmente [¹³].

Convidamos os leitores a consultar a nova edição da revista Revista Matéria -Rio de Janeiro, na qual continuamos nossa contribuição na área dos materiais cerâmicos com a divulgação de artigos de qualidades apresentando pesquisas atuais sobre o tema.

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Tabela 1
Ciência e a tecnologia dos materiais cerâmicos: principais tópicos pesquisados atualmente [¹³]

Novos processos de síntese	Novos processos de sinterização	Modelagem	Bio cerâmica	Cerâmica Funcional	Conversão Estocagem da energia	Cerâmica tradicional
Hidro térmico	Assistida por pressão	Simulação e design	Bio materiais ativos	Condutores Eletrônicos Iônicos	Solar Fotovoltaico Fotocatalítico	Geo-polímeros Cimentos
Micro-ondas	Micro-ondas	Micro-estruturas 3D	Compósitos híbridos	Resistores	Fusão nuclear	Vidros Esmaltes
Laser	Laser	Reologia computacional	Nano-materiais magnéticos	Dielétricos Piezoelétricos Eletro-magnéticos	Baterias Super-capacitores Pilha a combustível	Tintas
Plasma	A frio	Calibração	Bio-materiais injetáveis	Ferro-elétricos	Captura de carbono	Material de construção
Sol-gel	Infravermelho	Validação	Liberação controlada	Piroelétricos	Termo-elétrico	Cerâmicas industriais

BIBLIOGRAPHY

• ¹ FANTOZZI, G., “Welcome to Ceramics: A New Open Access Scientific Journal on Ceramics Science and Engineering”, Ceramics, pp. 1-2, 2018.
• ² CALLISTER, W.J., RETHWISCH, D., Fundamentals of Materials Science and Engineering: AN INTEGRATED APPROACH, 5th Edition, Wiley, 2015.
• ³ SOMIYA, S., Handbook of Advanced Ceramics. Materials, Applications, Processing and Properties, Academic Press, Elsevier, 2013.
• ⁴ SOMIYA, S., ALDINGER, F., SPRIGGS, R., et al, Handbook of Advanced Ceramics - Volume II: Processing and their Applications, Academic Press, Elsevier, 2003.
• ⁵ CHANDAN, B., DAS, S., Advanced Ceramic Membranes and Applications, CRC Press, 2017.
• ⁶ OTITOJU, A. “Advanced ceramic components: Materials, fabrication, and applications”, J. Ind. Eng, 2020.
• ⁷ DA COSTA E SILVA, R., LARA, L., LOPEZ, R., et al, “Preparation of Magnetoliposomes with a Green, Low-Cost, Fast and ScalableMethodology and Activity Study against S. aureus and C. freundii Bacterial Strains”, J. Braz. Chem. Soc, v. 29, n. 12, pp. 2636-2645, 2018.
• ⁸ GUL, H., KHAN, M., KHAN, A., Bioceramics. Handbook of Ionic Substituted Hydroxyapatites, 2020.
• ⁹ FLORIO, D.Z.D., MUCILLO, E.N., FONSECA, F., et al, “Electroceramics VI”, In: Selected, peer reviewed papers from the 6th International Conference on Electroceramics (ICHSM 2010), João Pessoa, 2013.
• ¹⁰ PANDEY, R.K., Fundamentals of Electroceramics: Materials, Devices and Applications, Wiley, 2019.
• ¹¹ TARÔCO, H. A., DE PAULA ANDRADE, S., BRANT, M., et al, “Montagem e caracterização elétrica de pilhas a combustível de óxido sólido (Pacos)”, Quimica Nova, v. 32, n. 5, pp. 1297-1305, 2009.
• ¹² FERNANDES, M., DE PAULA ANDRADE, S., BISTRITZKI, V., et al,“SOFC-APU systems for aircraft: A review”, International Journal Of Hydrogen Energy, v. 43, pp. 16311 -16333, 2018.
• ¹³ EUROPEAN CERAMIC SOCIETY (ECerS) - Torino - Italia, In: XVI ECerS conference, 16-20 June, 2019. [Online]. Available: https://www.ecers2019.org/ [Access in 2020].
  » https://www.ecers2019.org/

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  27 Abr 2020
• Data do Fascículo
  2020