Os revestimentos cerâmicos vão além das tintas e revestimentos orgânicos convencionais: suas propriedades de isolamento elétrico e térmico, sua resistência à corrosão e seu baixo coeficiente de atrito os tornam altamente versáteis.
As aplicações de tintas e revestimentos evoluíram aos trancos e barrancos ao longo dos anos. Tradicionalmente, as tintas eram selecionadas com base apenas no apelo estético e na durabilidade. No entanto, com o advento de novas tecnologias, existem várias opções inovadoras e exclusivas a serem consideradas.
Os revestimentos cerâmicos, em particular, mudaram drasticamente o cenário de tintas e revestimentos desde sua introdução na década de 1970. Vários setores, incluindo petróleo e gás, construção, aviação, aeroespacial, automotivo e elétrico, contam com revestimentos cerâmicos para diversas aplicações.
Neste artigo, vamos dar uma olhada na telha cerâmica e detalhar seus usos mais comuns em vários setores.
O que é um revestimento cerâmico?
Para entender a composição dos revestimentos cerâmicos, primeiro devemos entender o que se entende por cerâmica neste contexto. Uma cerâmica é definida como um material sólido inorgânico não metálico composto de átomos metálicos ou não metálicos mantidos em ligações iônicas e covalentes. Uma cerâmica consiste em compostos metálicos ou não metálicos que foram moldados e endurecidos pela exposição a altas temperaturas.
Os revestimentos cerâmicos são tintas infundidas com microesferas de cerâmica, que são partículas cerâmicas redondas microscópicas que são distribuídas por toda a solução de revestimento. (Saiba mais sobre o que é uma tinta no artigo A composição de uma camada de tinta.)
Ao contrário dos revestimentos tradicionais que contêm até 60% de água, os revestimentos cerâmicos contêm uma alta porcentagem de microesferas sólidas. Portanto, a maioria dos revestimentos cerâmicos são classificados como revestimentos de alto teor de sólidos, pois essas microesferas ocupam uma porção significativa da solução em volume.
Devido à sua alta porcentagem de sólidos, os revestimentos cerâmicos tendem a ser mais espessos e atuam como uma barreira mais eficiente contra condições climáticas extremas em comparação com soluções à base de óleo e água.
Por outro lado, a telha cerâmica requer mais habilidade para aplicar. Métodos como pistolas de detonação, deposição de pó de oxigênio e acetileno, deposição de vapor químico e spray de plasma são métodos típicos usados para aplicar revestimentos cerâmicos em superfícies.
- Indústria automotiva: revestimentos cerâmicos são usados em motores e componentes de alta temperatura, como catalisadores, turbinas e escapamentos.
- Indústria aeroespacial: revestimentos cerâmicos são aplicados em motores de aeronaves, peças de alta temperatura e superfícies de proteção contra a entrada de calor.
- Indústria de energia: revestimentos cerâmicos são usados em turbinas a gás, geradores e componentes de alta temperatura em usinas de energia.
- Indústria de semicondutores: revestimentos cerâmicos são usados em equipamentos de processamento de semicondutores, como fornos de difusão, fornos de epitaxia e fornos de sinterização.
- Indústria médica: revestimentos cerâmicos são usados em dispositivos médicos, como implantes, próteses e instrumentos cirúrgicos, devido à sua alta resistência à corrosão e biocompatibilidade.
Aplicações comuns para ladrilhos de cerâmica
Os revestimentos cerâmicos estão rapidamente se tornando uma alternativa viável aos revestimentos orgânicos e à base de polímeros para aplicações de proteção de superfícies. Embora os revestimentos orgânicos sejam geralmente mais baratos do que os revestimentos cerâmicos e exijam menos habilidade para aplicar, eles têm limitações que os tornam inadequados para uso em ambientes específicos.
Listados abaixo estão alguns dos usos mais populares para a telha cerâmica.
Proteção contra corrosão
A dura camada externa de um revestimento cerâmico seco é quimicamente ligada ao substrato de metal para formar uma camada superior passiva e impermeável. Essa camada evita que o ar e a umidade entrem em contato com o metal subjacente. Com o oxigênio (o cátodo) e a umidade (o eletrólito) fora da equação, a reação de oxidação não pode ocorrer e, portanto, a corrosão não pode ocorrer. Esta é uma forma de barreira protetora.
Na indústria de petróleo e gás, os danos causados pela corrosão podem custar milhões de dólares a cada ano. Os dutos e outros equipamentos marítimos geralmente são revestidos com revestimentos cerâmicos para evitar a corrosão. Isso pode ajudar a prolongar a vida útil do equipamento, minimizar os custos de reparo e diminuir o tempo de inatividade para manutenção.
redução de fricção
O atrito entre os componentes pode diminuir a velocidade das peças do maquinário, aumentar o uso de energia, estimular a corrosão por atrito e diminuir a vida útil do equipamento devido ao desgaste acelerado.
Os revestimentos cerâmicos têm um alto grau de dureza e um coeficiente de fricção significativamente baixo. Em outras palavras, o revestimento permite que os componentes “deslizem” uns sobre os outros com mais facilidade, reduzindo assim a quantidade de força de atrito.
Algumas aplicações industriais típicas para revestimentos cerâmicos de baixo atrito incluem bombas, funis, transportadores, válvulas e rolamentos de esferas. (Leitura relacionada: Erosão Corrosão: Revestimentos e outras medidas preventivas).
Isolamento elétrico
Os revestimentos cerâmicos são classificados como revestimentos dielétricos, o que significa que são altamente resistentes à corrente elétrica, tornando-os adequados para aplicações de isolamento elétrico.
Além da indústria eletrônica e elétrica, os materiais de isolamento elétrico também estão em alta demanda nos setores mecânico, industrial e automotivo.
Alguns componentes que são comumente isolados com revestimentos cerâmicos incluem:
- Ferramentas de mão
- racks de cabos elétricos
- circuitos
- rolamentos de contato
- componentes do motor
Proteção de barreira térmica
Componentes de metal superaquecidos são propensos a falhas, como fadiga térmica, empenamento e derretimento. Barreiras térmicas são materiais aplicados em superfícies metálicas que operam em altas temperaturas. Os revestimentos cerâmicos formam uma barreira térmica eficaz que limita a exposição térmica dos componentes estruturais.
Revestimentos cerâmicos são conhecidos por suportar temperaturas superiores a 1200°F (650°C), com compostos cerâmicos especialmente formulados resistentes até 1600°F (870°C).
Na indústria da aviação, os revestimentos cerâmicos são usados para isolar as ligas das turbinas contra ciclos térmicos e fusão. Quando usadas em conjunto com ar frio, as barreiras térmicas permitem temperaturas de combustão interna mais altas (mais altas que o ponto de fusão da liga em alguns casos) e maior eficiência de empuxo da turbina.
Estético
Além de suas propriedades protetoras, as telhas cerâmicas também são usadas por sua aparência vítrea natural. Na indústria automotiva, os revestimentos à base de cerâmica são preferidos em relação a outros tipos de revestimentos de veículos devido à sua capacidade de manter um acabamento brilhante por um longo período de tempo.
Além disso, os veículos revestidos com tintas à base de cerâmica não requerem enceramento frequente e são mais fáceis de limpar.
A aparência brilhante e a durabilidade das facetas de cerâmica também são usadas na indústria odontológica para reparo dentário para replicar uma aparência natural de "branco perolado".
Conclusão
A versatilidade dos revestimentos cerâmicos os torna uma alternativa viável às tintas orgânicas tradicionais. Em alguns casos, os revestimentos cerâmicos oferecem várias propriedades protetoras que excedem as limitações das tintas de base orgânica. Isso permite que os revestimentos cerâmicos sejam usados em situações que simplesmente não são adequadas para tintas convencionais.
Embora a cerâmica possa inicialmente ser mais cara devido ao maior custo do material e ao custo dos equipamentos e mão de obra especializada necessária para aplicá-la, a redução no número de operações de manutenção e reparo pode resultar em economia significativa de custos a longo prazo.