1 departamento de química laboratório interdisciplinar de eletroquímica & cerâmica ingrid t....

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Departamento de Química

Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica

Ingrid T. Weber

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O que são Esmaltes Cerâmicos?

Camada fina de vidro, ou vidro+cristais, que adere na superfície de uma peça cerâmica

cerâmica

esmalte

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Para que serve a Esmaltação?

Para adicionar uma camada fina, lisa e não adsorvente, que pode ser facilmente limpa;Para permitir uma variedade de cores e texturas, que não seriam possíveis somente com a cerâmica;Para proteger elementos de decoração que fiquem entre a cerâmica e a camada de esmalte.

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Como se faz um esmalte?

Misturando vidro moído com água (suspensão).A mistura é aplicada sobre a peça e quando é queimada funde, se transformando em uma camada contínua de vidro.

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De que é feito um esmalte?

Óxidos ácidos (formadores): SiO2, B2O3;

Óxidos básicos (fundentes): Na2O, K2O, CaO, PbO;

Óxidos neutros (Intermediários): Al2O3, Nb2O5.

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Escolhendo bem a composição do vidro (tipo & quantidade) é possível produzir diversos tipos de

esmaltes, com características e

propriedades diferentes

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É importante que o ceramista entenda quais mudanças ocorrem durante o processo de esmaltação

Queima do Esmalte

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Queima

Existem 2 possibilidades:

Esmaltes CrusEsmaltes fritados

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MatériasPrimas

Dosagem

Mistura

Alimentação

Fusão

água

Seco

Jatos de Ar

FRITAFRITA

Fritas

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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica Esmaltes Fritados

1050oC 900oC1000oC

20oC 600oC 800oC

AmoleceCompacta

MassaBolhas

MaturaçãoCristais

FluídoBolhas

se juntam

Trincas

Explode

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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica Esmaltes Crus

1050oC 900oC1000oC

20oC 600oC 800oC

AmoleceCompacta(menos)

Dissolução(+vidro)Bolhas

MaturaçãoCristais

Reações(gases)Fluído

Bolhas se junta

Trincas

Explode

QuartzoMat. refratário

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Compatibilidade

Esmalte fundido Esmalte fundido

Esmalte compatível

Esmalte com Alta Contração

Esmalte com Baixa Contração

Esmalte compatível

Esmalte em tensão

Esmalte em compressão

Imaginário Real

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Situação de Tensão

TrincaPoucaTensão

MuitaTensão

Situação de Compressão

Arrebita

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O que fazer para prevenir as trincas?

Ajustar a massa!

Como?

Colocando ou aumentando com grande tendência a retrair (areia - SiO2)

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O que fazer para prevenir as trincas?

Não dá para mexer na massa!

Vamos mexer no esmalte

teor de M.P que contrai menos(B2O3, Na2O e K2O)

OBS: SiO2 massa SiO2 esmalte

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MEXER EM FORMULAÇÕES EM VIDROS NÃO É FÁCIL!!

Teor de Alumina (y)Teor deSiO2 (x) 0,3 0,4 0,5 0,64 Trinca Trinca Brilho Brilho5 Trinca Trinca Brilho Semi-mate6 Trinca Trinca Trinca Semi-mate7 Trinca Trinca Trinca Semi-mate8 Trinca Trinca Trinca Trinca9 Trinca Trinca Trinca10 Trinca Trinca Trinca11 Trinca Trinca12 Trinca

0,3 K2O, 0,7CaO y Al2O3 x SiO2

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Defeitos

Trincas Já discutimos!

“Bolhinhas” •Causa:camada grossa e pesada de esmalte•Problema:Aspecto leitoso (muitas)•Sugestão:Camada mais fina, T,t

Bolhas e Buracos •Causa: ar e gases•Sugestão: Peças que não liberem tanto gases, T,t

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Defeitos

Sujeira •Causa:Partículas forno ou ambiente•Sugestão:Tentar usar ambiente limpo, lavar/limpar forno

“Pintas” •Causa: Partículas Cu/Fe•Sugestão: Cuidado, limpeza, evitar objetos Cu/Fe

(verdes/marrons)

SuperfícieOndulada •Causa:T muito baixa

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Defeitos

Esmalte Opaco/Leitoso

•Causa:Não fundiu totalmente, T está muito baixa•Sugestão: T

Escorrimento •Causa: Esmalte muito fluído•Sugestão: T, viscosidade, teor SiO2 ou Al2O3

SuperfícieRugosa/Áspera •Causa: Aplicação com Spray

•Sugestão:Controlar aplicação

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Defeitos

Ataqueàs cores embaixo

do esmalte

•Causa:Composição do esmalte; Zn presente em esmaltes reage com desenhos decorativos abaixo do esmalte; Pb dissolve-os.

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Aspectos Toxicológicos

1) Chumbo •Brasil não tem legislação;•EUA (FDA) regula liberação desde anos 70;

Limite permitido < 3mg/L (Norma ASTMC)

•Indústria deve ter controle desde 80;•Artesanato ainda não tem controle;•Absorção : cutânea, ingestão , inalação;•Problemas: Neurotoxina - problemas nervosos, anemias, problemas renais - morte•Cumulativo efeito pior em crianças

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2) Cádmio •As vezes, usado em decoração;•Cor: vermelho/laranja;•Alta toxicidade;•Limite (FDA) ; 0,5mg/L

3) Cromo •Usado em pigmentos;•Causa dermatite, problemas pulmonares, renais, gastro-intestinais e câncer;

4) Cobre •Usado em pigmentos;•Tanto a falta como o excesso são ruins;•Mais que 10mg/g é tóxico;•Causa dores abdominais, diarréias, colapsos e morte;

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5) Antimônio

•Existe em alguns esmaltes;•Causa: cefaléia, náusea, vômito, diarréia, dores abdominais,debilidade, coma e morte.

6) Manganês •Usado em esmaltes de porcelana;•Intoxicação via respiratório - ocupacional; •Causa problemas no SNC - distúrbio sono, excitabilidade, problemas de locomoção, dores, até mal de Parkinson.

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Tipos de Esmaltes

Existem muitas formas de classificar os esmaltes

•“Pré-queima” : fritas, crus, mistos.•Temperatura de Queima: Baixa (950-1050oC),

Média (1050-1150oC), Alta (1150-1280oC), Muito Alta (até 1400oC).

•Atmosfera Queima: Oxidante, Redutora.•Brilho: Brilhante, Mate, Semi-mate (=acetinado).•Transparência: Transparente, Opaco.

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Tipos de Esmaltes

Esmaltes a Base de PbBaixa Temperatura (950-1050oC)Ótimo fundente - Trecomendada> 900oC; volatilização.Vermelho (zarcão), branco (Pb2CO3) fritado

(Pb2SiO4)São macios, brilhantes e tem cor avermelhada,

amarelada ou esverdeada

Extremamente tóxico (Bristol, sec. XIX).

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Tipos de Esmaltes

Esmaltes Alcalinos

Contém Na, K ou LiBaixa Temperatura (750-1060oC)São brilhantes e ótimos para utilizar com

pigmentosMuito solúveis Lixivia!Pode solubilidade com fritas

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Tipos de Esmaltes

Esmaltes Borosilicatos

Contém B2O3

Baixa Temperatura São solúveis Lixivia!Pode solubilidade usando Borato de Cálcio

(colemanita)

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Tipos de Esmaltes

Esmaltes Livres de Chumbo

Temperatura queima > 1190oCUsa CaO, BaO (mate), MgO, ZnO ou Li2O como

fundenteAdequado para louças utilitárias

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Tipos de Esmaltes

Esmaltes Porcelana

Temperatura = 1320 - 1450oC Geralmente é aplicado sobre peça de argila

refratária já cozida a 1000oC

Tem que ter composição muito parecida com a massa grau de interação

Aspecto Brilhante, acetinado, matemateresistência mecânica e a abrasão

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1) Mn, 2)Cr,3)Fe2O3

4) Co + argila vermelha,5) Co + argila branca,6) Cu + vermelha, 7) Borosilicato com Cu,8) Alcalino com Cu.

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