Microestrutura e propriedades de porcelanas

Abstract

INTRODUÇÃOO termo microestrutura é utilizado para descrever as características estruturais encontradas nos materiais poligranulares (policristalinos ou polifásicos). As microestruturas podem ser caracterizadas pelo tipo, proporção e composição das fases presentes, e pela forma, tamanho, distribuição e orientação dos grãos.No estudo dos materiais cerâmicos, a análise da microestrutura é empregada para explicar diferentes propriedades e, conseqüentemente, diferentes aplicações para os materiais. Uma amostra de um material de mesma composição química pode apresentar uma resistência à fratura bem superior à outra, mesmo que ambas tenham se submetido aparentemente ao mesmo processamento. Este fato bastante comum na análise dos materiais, quase sempre encontra explicação ao estudar-se a microestrutura, observando-se, por exemplo, o tamanho de grão, quantidade de fase vítrea, forma do poro, características essas acessíveis a técnicas de análise bastante simples.O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é uma ferramenta poderosa devido à alta capacidade de resolução de imagens, permitindo-se observar imagens com excelente nitidez com, por exemplo, 10.000 vezes de ampliação, ou seja, partículas de aproximadamente 1 m de tamanho (potencialmente, este equipamento apresenta ainda maior capacidade de resolução). A utilização do MEV auxiliado por microssonda EDX (Energy Dispersive X-ray) que permite a análise química elementar puntual, apresenta um recurso de grande valia na investigação da microestrutura. É preciso é claro se conscientizar das limitações e imprecisões desta análise, principalmente em um produto de porcelana, cuja fase vítrea permite relativa mobilidade a certos elementos, como o sódio, de modo que a composição química elementar pode apresentar significativa variação de um ponto a outro. O conhecimento da morfologia das fases e o auxílio do difratômetro de raios X, na determinação das fases presentes, aumentam bastante a confiabilidade de uma análise, auxiliada também pela pesquisa bibliográfica.O modo de preparação das amostras determina as características que se poderá observar na análise microestrutural. A fase vítrea superficial pode ser removida por meio de ataque ácido da amostra, durante a preparação da mesma para a análise por microscopia, revelando-se as fases cristalinas. Sem ataque ácido, observa-se principalmente a fase vítrea, algum contorno de fase e, possivelmente, a presença de bolhas de gás e trincas na fase vítrea. Assim, os resultados deste trabalho são apresentados considerando-se o método de preparação na investigação da microestrutura de uma porcelana.Este trabalho objetiva, portanto, mostrar características que se pode observar na microestrutura de porcelanas que explicam as propriedades das mesmas. Assim, a perfeita correlação do processo de queima com as características da fase vítrea são Aranha, 99/705, Porto Alegre, saulorb@ufrgs.br Resumo A microestrutura de uma porcelana tradicional, queimada a diferentes temperaturas, foi analisada e relacionada com suas propriedades técnicas....

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

“…Figura 1: Fotomicrografias obtidas em microscópio eletrônico de varredura: (a) trincas periféricas ao redor do quartzo, ataque com ácido fluorídrico a 20% por 10 s a 20 ºC [5]; (b) sem ataque ácido [5]; (c) aumento de 700x da superfície da amostra queimada a 1340 ºC e atacada com HF 20% por 10s (Q = quartzo, A = relicto de argila e F = relicto de feldspato) [2]. Densidade relativa e tamanho de grão das amostras sinterizadas entre 1300 e 1700 ºC; ρ v , densidade a verde.…”

“…A formação da mulita secundária dá-se na fase vítrea formada pela fusão do feldspato, sendo fortemente influenciada pela viscosidade e composição química da fase vítrea [2]. Mulita primária foi descrita como em forma de um agregado de cristais de pequenas dimensões (<0,5μm) formada na região da argila, e mulita secundária, como em forma característica de uma agulha prismática formada na região do feldspato [2]. Também é afirmado que a mulita secundária se origina a partir da superfície externa da mulita primária e cresce na região de menor viscosidade (relicto do feldspato), Fig.…”

“…O tamanho de grão também tem influência na característica mecânica da peça cerâmica, tanto para formação de trincas como facilidade de acomodação, o que implica em densidade de empacotamento [2][3][4][5]. A densidade de empacotamento de argilas fabricadas com diferentes tipos granulométricos de pós de alumina foi analisada experimentalmente [14].…”

“…Defeitos como trincas e porosidade não desejada são decisivos para a qualidade final do produto [1][2].…”

“…Defeitos como trincas e porosidade não desejada são decisivos para a qualidade final do produto [1][2].Durante o processo de fabricação das cerâmicas, especificamente em sua queima, reações termicamente ativas se processam no interior da massa cerâmica promovendo a formação das fases determinantes para características mecânicas na fase final do processo [3].As matérias primas usadas no fabrico de cerâmicos tradicionais podem ser de três tipos, levando em conta o papel que desempenham durante o processamento e o modo como afetam as propriedades tecnológicas: plásticos (argilas), fundentes (feldspato) e inertes (quartzo). A variação de quantidade de cada um destes componentes promove uma gama de possibilidades de propriedades mecânicas [4].…”