It is widely known that increasing interest in porous ceramics is due to their special properties, which comprise high volumetric porosity (up to 90%) with open or closed pores, and a broad range of pore sizes (micropores: d < 2 nm; mesopores: 50 nm > d > 2 nm and macropores: d > 50 nm). These properties have many uses comprehending macroscaled devices, mesoscaled materials and microscaled pieces. During their usage, these materials are usually submitted to thermal and/or mechanical loading stresses. Therefore, it is a premise to understand how these porous structures behave under thermomechanical stresses to design materials that show adequate properties for the required application. In this context, the aim of this chapter is to review the mechanical properties of macroporous ceramics.
A eficiência energética de isolantes térmicos cerâmicos que são utilizados em altas temperaturas é definida pela condutividade térmica (K) do material. Os mecanismos básicos de transferência de calor, que são a condução, a radiação e a convecção são neste texto relacionados com os principais parâmetros microestruturais de interesse visando à obtenção de isolantes térmicos com valores de condutividade térmica adequados para o uso em uma ampla faixa de temperatura. Pôde-se concluir que a condutividade térmica de cerâmicas porosas é função da composição e microestrutura da porção sólida do material. Além disso, a porosidade total e o tamanho de poros são variáveis fundamentais, sendo que quanto maior a fração volumétrica de poros menor a condutividade térmica. Mostrou-se que poros com tamanho entre 0,5 e 4 µm são os mais eficazes para a redução de K, devido à menor permeabilidade e elevada capacidade de espalhamento conferida à microestrutura. Também foi possível concluir que a presença de materiais opacificadores pode reduzir significativamente a contribuição da radiação, fato que pôde ser observado por meio das teorias de acoplamento entre condução e radiação, uma vez que tais materiais aumentam a espessura ótica dos isolantes. Por fim, realizou-se um estudo sobre os principais tipos de isolantes cerâmicos comerciais e as características microestruturais que conferem suas propriedades.
11 August 2020 in International Journal of Applied Ceramic Technology