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Departamento de Química

Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica

Ingrid T. Weber

O que são Esmaltes Cerâmicos?

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

cerâmica

esmalte

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.

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.

De que é feito um esmalte?

Óxidos ácidos (formadores): SiO2, B2O3;

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

Óxidos neutros (Intermediários): Al2O3, Nb2O5.

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

esmaltes, com características e

propriedades diferentes

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

Queima do Esmalte

Queima

Existem 2 possibilidades:

Esmaltes CrusEsmaltes fritados

MatériasPrimas

Dosagem

Mistura

Alimentação

Fusão

Jatos de Ar

FRITAFRITA

Fritas

Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica Esmaltes Fritados

1050oC 900oC1000oC

20oC 600oC 800oC

AmoleceCompacta

MassaBolhas

MaturaçãoCristais

FluídoBolhas

se juntam

Trincas

Explode

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

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

Situação de Tensão

TrincaPoucaTensão

MuitaTensão

Situação de Compressão

Arrebita

O que fazer para prevenir as trincas?

Ajustar a massa!

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

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

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

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

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

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

Defeitos

Ataqueàs cores embaixo

do esmalte

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

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

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;

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.

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.

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).

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

Tipos de Esmaltes

Esmaltes Borosilicatos

Contém B2O3

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

(colemanita)

Tipos de Esmaltes

Esmaltes Livres de Chumbo

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

fundenteAdequado para louças utilitárias

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

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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