Introdução às Materias Cerâmicas: Tipos de Materia-Prima e Processamento de Pós, Notas de aula de Materiais

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PPGEM - EE - UFRGS

CAPÍTULO 2 -

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

INTRODUÇÃO AOS

MATERIAIS CERÂMICOS

2.1 PROCESSAMENTO DE PÓS

2.2 CONFORMAÇÃO

2.3 SECAGEM

2.4 DENSIFICAÇÃO

2.5 ACABAMENTO

2. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

cerâmica branca: louças, isolantes, azulejos e pisos

cerâmica vermelha: tubos, tijolos, telhas, lajotas

refratários: tijolos, moldes, cimentos, cadinhos

construção: concreto, gesso, vidros

abrasivos: rebolos, lixas

vidros: garrafas, louças, vidros planos

MATÉRIAS-

PRIMAS DE

OCORRÊNCIA

NATURAL

CERÂMICA TRADICIONAL

Basicamente ocorrências naturais como:

• argilas (silicato de alumínio hidratado com estrutura lamelar: hidroplasticidade; os argilominerais: caolinita, haloisita, pirofilita e montmorilonita)
• feldspatos (Na/K/Ca-AlSi 3 O 8 )
• sílica
• talco
• asbestos
• wollastonita
• silimanita

PLÁSTICOS E NÃO-PLÁSTICOS

INERTES

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

Ex: PORCELANAS

DIAGRAMAS TRIAXIAIS

Argila

Sílica Feldspato (Alumina) Argila

Carga Fundente

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

CERÂMICA BRANCA

TRIAXIAL TRADICIONAL

CERÂMICA BRANCA

TRIAXIAL TÉCNICA

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

PORCELANAS

FORMAÇÃO DE ARGILAS:

• intempéries
• história da argila

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

FORMAÇÃO DE ARGILAS:

• compostas por materiais plásticos e não- plásticos;
• argilas de granulometria muito fina, extremamente plásticas, processamento dificultado, pois precisam de uma considerável quantidade de água para desenvolver completamente a plasticidade.

não-plásticos: modificam o comportamento das argilas na queima. Podem atuar como:

• formadores de fases cristalinas,
• formadores de fases líquidas (fundentes)
• inertes

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

Argilas = argilominerais + impurezas

pertencem ao grupo dos filossilicatos: - compostos bidimensionais do silício-oxigênio tetraédrico e

• compostos bidimensionais do alumínio- ou magnésio- oxigênio-hidroxila octaédrico folhas tetraédrica ou octaédrica são sobrepostas em diferentes modos.

ESTRUTURA DOS SILICATOS ESTRUTURA DAS ARGILAS

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

Estrutura da folha tetraedral

Arranjo tetraedral do Si e O

Esquema em perspectiva de ligação tetraedral

Projeção do tetraedro no plano da folha

Visão superior da folha tetraedral

Estrutura da folha octaedral

Arranjo octaedral do Si e O Esquema em perspectiva de ligação octaedral

Projeção do octaedro no plano da folha

Visão de topo da folha octaedral

ESTRUTURA DOS SILICATOS ESTRUTURA DAS ARGILAS

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

Representação esquemática da posição do sódio no vidro de sílica

Cinco estruturas dos íons silicato formando tetraedros

ESTRUTURA DOS SILICATOS ESTRUTURA DAS ARGILAS

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

Caolinita Al 2 (Si 2 O 5 )(OH) 4 Haloisita Al 2 (Si 2 O 5 )(OH) 4 .H 2 O Pirofilita Al 2 (Si 2 O 5 ) 2 (OH) 2

Montmorilonita (Al1,67Na0,33)(Si 2 O 5 ) 2 (OH) 2 (Al1,67Mg0,33)(Si 2 O 5 ) 2 (OH) 2 Mica Al 2 K(Si1,5Al0,5O 5 ) 2 (OH) 2 Ilita Al2-xMgxK1-x-y(Si1,5-yAl0,+y5O 5 ) 2 (OH) 2

FÓRMULA QUÍMICA IDEAL DE ARGILOMINERAIS

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

ESTRUTURA DAS ARGILAS ESTRUTURA DOS SILICATOS

Arranjo atômico na célula unitária de um mineral de camada 1:1 (esquemático).

Arranjo atômico na célula unitária de um mineral de camada 2:1 (esquemático).

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL

FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PRODUTOS DE ARGILAS:

INDÚSTRIA

2.1.1 MATÉRIA-PRIMA

2.1 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: PROCESSAMENTO DE PÓS

A – TIPOS DE MATÉRIA-PRIMA

CERÂMICA TRADICIONAL