Monoqueima de porcelanas esmaltadas em forno de micro-ondas

Abstract

INTRODUÇÃODurante 50 anos as micro-ondas foram utilizadas em diversos setores, como comunicação, terapia médica, secagem de madeira, vulcanização de borrachas e na indústria de alimentos. O uso de micro-ondas na síntese e processamento de cerâmicas, polímeros, metais, vidro e compósitos vem ganhando muito destaque devido à efi ciência e rapidez do processo, obtendo-se produtos equivalentes ou superiores aos obtidos por técnica convencional aliado à economia de tempo e consequentemente de energia [1]. O grupo de pesquisas do LaDProM/DEMa/UFSCar foi um dos pioneiros no país a estudar o processamento de cerâmicas utilizando energia de micro-ondas, tendo obtido vários sucessos na síntese de nanomateriais e compósitos, bem como na sinterização de cerâmicas [2][3][4][5][6][7] e mais recentemente na queima de porcelanas esmaltadas.A preocupação em redução de gastos energéticos cada vez mais tem pressionado o setor de processamento cerâmico a desenvolver e utilizar técnicas rápidas e efi cientes na produção de cerâmicas de alta qualidade. Cerâmicas convencionais esmaltadas têm sido obtidas pelos processos de biqueima e monoqueima. Na biqueima as peças cerâmicas são submetidas a dois tratamentos térmicos distintos. O suporte cerâmico é sinterizado e em seguida passa pela esmaltação; ocorre novamente a sinterização em menor temperatura para não comprometer o corpo cerâmico, estabilizando os esmaltes e as decorações aplicadas no suporte. Na monoqueima são sinterizados tanto o suporte cerâmico como o vidrado em um único processo. Nesse tratamento térmico ocorrem a consolidação do suporte e a estabilização do vidrado simultaneamente, proporcionando melhor interação e melhora da resistência da peça. Utiliza-se somente um forno para o processo designado por monoqueima, diminuindo os custos econômicos da fabricação dos produtos cerâmicos, comparados com a biqueima. Normalmente, a monoqueimadas porcelanas é feita em fornos contínuos ou intermitentes em tempos de processamento entre 5 e 8 h, dependendo da composição, geometria e dimensões da peça [8,9] ResumoA utilização da energia de micro-ondas no processamento de materiais cerâmicos apresenta vantagens quanto ao tempo de processo e homogeneidade microestrutural. Este trabalho tem como objetivo estudar a monoqueima de porcelanas de decoração esmaltada em um substrato de geometria complexa utilizando o aquecimento ultrarrápido híbrido por micro-ondas. As peças foram conformadas por colagem de barbotina e, ainda a verde, esmaltadas por imersão e queimadas pelo processo de monoqueima em forno convencional e em forno de micro-ondas. As peças queimadas por micro-ondas apresentaram características físicas, como aparência da superfície, adesão do esmalte, densidade aparente e resistência mecânica igual ou superior ao processo convencional de queima em apenas 24 min, equivalente a menos de 10% do tempo utilizado na sinterização convencional. Palavras-chave: porcelana, monoqueima, micro-ondas. AbstractThe

Microwave vs conventional porcelain firing: Macroscopic properties

“…In Ref. [33], the microwave firing of enameled porcelain with a complex shape was reported. The obtained results showed some improvements; microwave heating required shorter firing time, and apparent density and mechanical strength were equal or better than the ones obtained when the material was conventionally fired.…”

Microwave hybrid fast sintering of red clay ceramics

“…One option to reduce energy consumption and environmental impacts while optimizing the mechanical properties of ceramics is to use unconventional methods, for instance, microwave furnace sintering. However, there is still little research about microwave sintering in traditional ceramics, for example, porcelain and red ceramics 4 …”

“…However, there is still little research about microwave sintering in traditional ceramics, for example, porcelain and red ceramics. 4 Some studies about porcelain microwave sintering have shown high viability in this process in traditional ceramics. Fernandes et al (2013) 4 showed that the hybrid sintering of porcelain glazed in microwaves provided physical and…”

Agregados leves de cerâmica vermelha com incorporação de cinza do bagaço de cana-de-açúcar sinterizados em forno de micro-ondas

“…Uma forma de otimizar as propriedades físicas e mecânicas da cerâmica, e de reduzir o consumo energético é utilizar diferentes métodos de sinterização. A sinterização em forno de micro-ondas é um dos processos não convencionais mais estudados para cerâmica de diversos tipos, porém são raros os trabalhos relacionados com a cerâmica tradicionais, como cerâmica vermelha e porcelana (FERNANDES et al, 2013). Este método possui algumas vantagens quando comparado ao processo de sinterização convencional, como aquecimento rápido e homogêneo, microestrutura mais refinada, intensificação das taxas de densificação, tamanho de grãos uniformes, aumento da resistência mecânica, redução das temperaturas e tempo do processo.…”

“…Embora haja muito interesse em processar cerâmicas por micro-ondas, existem poucos estudos sobre sinterização de cerâmicas tradicionais. São raras as pesquisas para a cerâmica vermelha, apesar de a mesma ter sido o primeiro tipo de cerâmica sinterizado em forno de micro-ondas na década de 60(FERNANDES et al, 2013;KEYSON, 2006;KIMINAMI, 2007a).…”