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Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
Relacionados à Máquina
Projeto:
•Rigidez
•Precisão
•Estabilidade dinâmica
Performance:
•Controles
•Potência, velocidade, etc.
•Eixos de movimentos
Aditivos:
•Tipo, pressão, fluxo
•Sistema de filtração
Relacionado ao MaterialPropriedades:•Mecânicas•Térmicas•Químicas•Resistência à abrasão•MicroestruturaGeometria:•Disco de desgaste - peça•Injeção do aditivo•Forma da peçaRequisitos:•Geometria•Tolerância•Consistência
Relacionado ao AbrasivoAbrasivo:•Tipo•Propriedades•Tamanho de partícula•Distribuição•ComposiçãoLigante:•Tipo•Dureza•Tenacidade•Porosidade•Condutividade térmica•Rebolo:•Forma e tamanho
•Material do corpo
Fatores Operacionais
•Fixação da peça•Balanciamento do rebolo•Ciclo de desgaste•Método de inspeção
Otimização do Processo
•Qualidade da superfície•Tensão residual•Tolerância / acabamento•Produtividade•Custo por peça•Performance do processo
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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Alta dureza: carga
intensa para
desgaste
Força e potência
envolvidas na
usinagem:
em função da taxa de
remoção de diversos
materiais cerâmicos
2mm3/s
5mm3/s
10mm3/s
Alta resistência
mecânica: alta
energia de fratura
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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Abrasivo de diamante:
aplicações em função
da granulometria
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
Especificaçõs de
abrasivos:
Exemplo
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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Influência do
equipamento:
Corte a ultra-som e
corte a laser
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
Influência do equipamento: corte a ultra-som
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
Influência do
equipamento:
peças usinadas
por ultra-som
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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Influência do equipamento:
Corte a ultra-som de diferentes materiais
rugosidade superficial taxa de remoção
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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Influência do equipamento: corte a ultra-som
Efeito da granulometria do
abrasivo sobre a rugosidade
da superfície
Exemplo:
placa de
Al2O3
Exemplo:
placa de Si3N4
FATORES DE INFLUÊNCIA2.5.1 USINAGEM2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DO ESMALTE
-essencialmente um vidro de silicatos que reveste um corpo cerâmico
-adquire fluidez a altas temperaturas para formar uma camada delgada com forte adesão ao suporte cerâmico
-utilizados em uma ampla variedade de produtos cerâmicos
-espessura muito inferior ao suporte
-influencia de forma significativa nas propriedades do material
Representação esquemática
da posição do sódio no
vidro de sílicaCinco estruturas dos íons
silicato formando
tetraedros
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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-objetivo principal é de melhorar o produto cerâmico, aumentando:
-resistência ao desgaste
-brilho
-cor
-propriedades mecânicas (dureza)
-óticas
-elétricas
-bactericidas
-vedação da superfície à microorganismos
-formulação/definição complexa: qualidade e função
requisitos técnicos, econômicos e estéticos
(homogeneidade, cor, compatibilidade com o suporte cerâmico)
ESMALTE
SOPORTE
PROTEÇÃOAO IMPACTO
FLEXÃO FRATURA
PROTEÇÃO
SUPERFICIALDECORAÇÃO
ALV
UR
A
FIS
ICA
QU
IMIC
A
TR
AN
SP
AR
ÊN
CIA
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DO ESMALTE
-Esmaltes cerâmicos estão intimamente com os revestimentos vítreos para metais
-Diferença: substrato de similar natureza. Consequentemente, apresentam menos problemas de
adesão com o suporte que os esmaltes vítreos devido a facilidade de adaptação dos coeficientes de
dilatação térmicos dos corpos cerâmicos, normalmente mais elevados que nos metais.
-Os compostos inorgânicos fundem a altas temperaturas, formando um líquido fundido de baixa
viscosidade. Quando este líquido é resfriado, pode cristalizar-se rapidamente até atingir a
temperatura de solidificação. No entanto algumas substâncias, como o óxido de silício, germânio e
arsênio, formam fundidos de alta viscosidade que começarão a cristalizar-se durante o resfriamento
se a temperatura permanecer estável logo abaixo da temperatura de fusão (pois a fase cristalina é
termodinamicamente mais estável que a fase líquida).
-Para os vidros e vidrados: nos processos de fabricação, a medida que a temperatura decresce com
rapidez e de forma contínua, não ocorre a cristalização, pois o aumento da viscosidade interfere no
reordenamento das partículas necessário para formar um cristal. Consequentemente, a substância
endurece sem cristalizar-se.
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DO ESMALTE
-A viscosidade dos esmaltes é uma propriedade de grande importância e apresenta um
comportamento bastante particular na região de transição entre o estado sólido e líquido.
-A natureza das forças entre os elementos que compõe o esmalte produzem uma grande variedade
de viscosidade, dependendo da composição do mesmo.
Exemplo: séries de cones refratários
cone 42: Al2O3 (2000°C)
+ SiO2
cone 28: Al2O3 + 10SiO2 (1630°)
+ K2O + CaO
cone 4a: 0,30 K2O + 0,70 CaO + 0,50 Al2O3 + 4 SiO2 (1160°C)
+ Fe2O3
cone 1a: 0,30 K2O + 0,70 CaO + 0,20 Fe2O3+ 0,30 Al2O3 + 4 SiO2 (1100°C)
+ B2O3
cone 01a: 0,30 K2O + 0,70 CaO + 0,20 Fe2O3 + 0,30 Al2O3 + 3,95 SiO2 + 0,05 B2O3 (1080°C)
+ PbO
cone 022: 0,50 K2O + 0,50 PbO + 2 SiO2 + 1B2O3 (600°C)
INDÚSTRIA: FRITAS + CORANTE
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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A previsão da viscosidade de uma determinada formulação de esmaltes é muito
complexa, porém pode-se generalizar:
.A silíca e o óxido de zircônio entre outros tendem a aumentar a viscosidade do
vidrado.
.Os óxidos alcalinos, de bário, de elementos de transição, etc. tendem a reduzir
a viscosidade do vidrado (fundido);
.O efeito dos óxidos intermediários depende de seu papel na estrutura,
podendo agir como formador de vidro ou modificador. O papel do óxido de
boro depende de sua concentração e da coordenação do boro com o oxigênio.
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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-A viscosidade é uma propriedade particularmente importante nos esmaltes vidrados, pois
determinam a qualidade da superfície e a aparição ou não de vários defeitos, como pintas,
superfície rugosa ou estirada, etc.
-Logo que se forma as primeiras quantidades de fase líquida, a viscosidade tem uma marcada
influência em todos os processos posteriores a diferentes temperaturas, tais como: a interação
química e a mútua dissolução dos componentes, o processo de cristalização, a desgaseificação
de bolhas, a formação da camada de contato ou interface com o suporte, a qualidade das
decorações, etc.
-A tensão superficial também é um fator importante na produção de esmaltes, especialmente
quando se busca uma fluidez uniforme e brilho. Além disso, influencia notavelmente a capacidade
de aderência do esmalte ao suporte. Se a tensão superficial for muito alta, a capacidade de
molhamento diminui, até o ponto de encolher. Uma baixa tensão superficial intensifica a formação
de bolhas de gás dentro da camada de esmalte, ainda que favoreça a eliminação.
-Os efeitos da tensão superficial podem não atuam independentemente dos efeitos da
viscosidade a uma temperatura determinada. No entanto, estas as propriedades têm completa
influência na qualidade do revestimento cerâmico. Por exemplo, no caso dos esmaltes de
zircônio, que são relativamente viscosos, o aumento da tensão superficial é considerado
vantajoso para prevenir a formação de bolhas de gás e a aparição de defeitos superficiais tais
como pintas e furos.
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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CRISTALIZAÇÃO
-Quando os líquidos fundidos formadores de vidros esfriam lentamente, tendem a cristalizar-
se. Os íons necessários para formar a estrutura cristalina são capazes de vencer a resistência
oferecida pela viscosidade do material fundido e formam grupos estruturais cada vez maiores
pela lenta difusão e orientação destes. Na realidade, praticamente todos os vidros fundidos
podem cristalizar-se, desde que o tempo necessário e o tratamento térmico aplicado sejam
apropriados. Em geral a cristalização é considerado um fenômeno indesejável na produção
de vidros e esmaltes industriais; porém em alguns casos, como para a fabricação de
esmaltes opacificantes, a cristalização é necessária.
-A cristalização se produz dentro de um intervalo estreito de temperatura e em presença e
baixas e moderadas viscosidades. Teoricamente, o tipo e a quantidade de produtos de
cristalização podem ser previstos pelas quantidades e pelo diagrama de fases dos
componentes presentes.
-Normalmente as temperaturas para os quais tem-se os valores máximos de cada parâmetro
não são coincidentes, sendo a temperatura onde tem-se a máxima velocidade de nucleação
inferior a que corresponde a máxima velocidade de crescimento dos cristais.
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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CRISTALIZAÇÃO
• Fundamental ação de
fundentes: B, P
• Necessária a presença de
elementos que potenciem a
cristalização: Li, Mg, Ca, Ba,
Zn
• Obrigatória presença de
elementos difíceis de
cristalizar: Na, K
• Eventualmente nucleantes:
TiO2 e ZrO2
• Outros necessários: Al e Si
• Ocasionalmente para
propriedades especiales: Fe,
Cu, Co, N1mm
EXEMPLO: VITROCERÂMICOS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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OPACIFICAÇÃO DE ESMALTES
-O objetivo da opacificação de esmaltes é de produzir um esmalte não transparente para
cobrir a cor do suporte e tapar possíveis impurezas do mesmo. Os esmaltes opacos dão à
indústria cerâmica a possibilidade de escolha de uma gama de matérias-primas para o
suporte. Se a matéria prima utilizada for de qualidade inferior, porém economicamente viável,
e produzir diferentes colorações no suporte devido a presença de impurezas, pode-se
produzir materiais de qualidade em função do esmalte que será utilizado.
-A opacificidade dos vidrados é devido a reflexão e refração da luz pelas distintas fases do
vidrado e pelas partículas em suspensão da camada transparente da mesma. Isto faz com que
a luz incidente, que atravessa a fase vítrea do esmalte, seja refletida em direção à entrada e
forme um conjunto não transparente. Uma boa opacificação requer a presença de numerosas
partículas sólidas bem distribuídas em um intervalo de tamanhos mais ou menos estreitos,
correspondentes a longitude da onda de luz incidente.
-Engobes: formulação de vidrados + argilas para o recobrimento de biscoito.
Função:
-opacificar o suporte
-melhorar o acordo suporte/esmalte
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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COLORAÇÃO
-Um esmalte opaco pode ser colorido, obtendo-se tonalidades mais ou menos intensas. Além
disso, os esmaltes coloridos com pouca intensidade são opacificados com a finalidade de
obter-se uma maior uniformidade na cor.
-De forma geral pode-se dizer que os óxidos básicos (óxidos de elementos alcalinos e
alcalinos terrosos), constituem um fundente muito ativo. Quando reagem com a sílica a altas
temperaturas, estes óxidos tendem a formar líquidos que são a base para a formação de
vidrados.
-Os óxidos ácidos tem uma pequena tendência a solubilizar-se nestes líquidos, cristalizando-
se como óxidos ou como silicatos e aluminosilicatos. Da mesma forma elementos como
alcalinoterrosos e óxido de zinco contribuem para a opacificidade, porém tem como função
primordial atuarem como fundentes e, quando presentes em grandes quantidades, cristalizam
e opacificam.
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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ESMALTES PARA REVESTIMENTOS NA INDÚSTRIA CERÂMICA
FUSÃO POLIMENTO FUSÃO+CRISTAL. .
ESMALTES
TRADICIONAIS
ESMALTES
VITROCERÂMICOS
MONOPOROSA
GRES
GRES
PORCELANATO
GRES
PORCELANATO
SINTERIZAÇÃO SINTERIZAÇÃO E FUSÃO
1 etapa 2 etapa 1 etapa
BRILHO
SAIS SOLÚVEIS
PEÇA
VITROCERAMICA
(SOPORTE
VITROCERÂMICO)
FUSÃO+CRISTAL
FUSÃO+CRISTAL
-monoqueima
-biqueima
-terceira queima
-quarta queima
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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TENDENCIAS PARA AUMENTAR EL VALOR AÑADIDOTENDÊNCIAS PARA AUMENTAR O VALOR AGREGADOEsmalteEsmalte
• Aumento da dureza e resistência à abrasão superficial
• Incremento na proporção de cristais em matriz vítrea
SoporteBiscoito
• Aumentarla resistencia ao impacto para uso exterior
• Incrementar o conteúdo em vidro por fusão
Aumento da complexidade científica e tecnológica de produção
INCONVENIENTESESMALTE: é difícil obter dureza superficial e
decoração por polimento
SOPORTE: a resistência ao impacto é obtida por
um aumento na espessura eportanto no peso da
peça
SOLUÇÕESBiscoito finos e
coloridos com
superfície lisa
A) ESMALTE VITROCERÁMICO BRANCO/OPACO SEM ZIRCÔNIO PARA GRÊS PORCELANATO
B) ESMALTE VITROCERÂMICO TRANSPARENTE PARA GRES PROCELÁNICO
C) ESMALTE VITROCERÂMICO COLORIDO (CRISTALIZAÇÃO DO PIGMENTO)
D) SUPORTES VITROCERÂMICOS
ESMALTES PARA REVESTIMENTOS NA INDÚSTRIA CERÂMICA
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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TELHA NATURAL
QUEIMADA
ESMALTAÇÃO
FRITA
FORMULAÇÃO
CORANTE
MOAGEM
QUEIMA EM FORNO GLP
CLASSIFICAÇÃO
EXPEDIÇÃO
ARGILAS
EXTRUSÃO
PRENSAGEM
QUEIMA
TELHA NATURALQUEIMADA
ESMALTE
SISTEMA DE PRODUÇÃO DE TELHA ESMALTADASISTEMA DE PRODUÇÃODE TELHA NATURAL
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
INTRODUÇÃO
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1. DEFINIÇÃO Compostos vítreos, insolúveis em água, obtidos por fusão e posterior
resfriamento rápido de misturas controladas de matérias-primas.
Geralmente são partes de esmaltes.
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Insolubilizar os componentes
solúveis em água através de
tratamento térmico (1300ºC a
1500ºC).
Conseguir fundidos de
matérias-primas para obter um
vidro.
MATÉRIAS-PRIMAS
DOSAGEM E MISTURA
HOMOGENEIZAÇÃO
FUSÃO: PROCESSO
CONTÍNUO
FUSÃO: PROCESSO
DESCONTÍNUO
RESFRIADO
EM ÁGUA
RESFRIADO
EM AR
RESFRIADO EM ÁGUA
FLUXOGRAMA DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
CONSIDERAÇÕES:
Composição constante e homogênea das matérias-primas
Ausência de partículas refratárias núcleo de desgaseificação
Falta de óxidos metálicos não obtém-se a cor desejada
Fusão das matéria-primas não ocorre de uma só vez:
- 1º matérias-primas com PF (boratos e carbonatos): fase vítrea
- fase vítrea acelera a fusão de materiais feldspáticos
- dissolução dos outros componentes (alcalino terrosos ou refratários)
ESCOLHA DO PROCESSO:
Depende do tipo de frita que se deseja produzir
Frita concreta, e em grandes quantidades: processo contínuo
Fritas com menores demandas: processo descontínuo
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.1 PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
MATÉRIAS-
PRIMAS
MAJORITÁRIAS
MATÉRIAS-
PRIMAS
MAJORITÁRIAS
DOSAGEM
MISTURA
SILO DE
ALIMENTAÇÃO
FORNO DE
FUSÃO
RESFRIAMENTO
ÁGUA AR
SECAGEM
ESTOCAGEM
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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Matérias-primas misturadas e dosadas (pode ser de maneira automática)
Transporte de matéria-prima é feito de forma pneumática e fechada
evitar contaminação
Controle da alimentação ao forno: regula velocidade e fluxo máximo
FORNO PARA A FABRICAÇÃO DE FRITAS:
RECUPERAÇÃO DE CALOR SECAGEM
RADIAÇÃO
ALIMENTAÇÃO
RESFRIAMENTO
Combustível: gás natural
Internamente inclinado
Evita-se resfriamento
brusco do líquido viscoso
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.1 PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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2.1.1 Resfriamento em ÁGUA
Água: parte de um circuito fechado resfria a frita e se aquece
dissolve componentes solúveis
deve ser renovada com frequencia
ESQUEMA DE RESFRIAMENTO POR ÁGUA DE FRITAS:Massa fundida
cai
água em Tambiente
solidifica e rompe em pequenos pedaços
forma: granulada e esponjosa (extraída
por uma cinta sem fim)
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.1 PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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2.1.1 Resfriamento em AR
ESQUEMA DE RESFRIAMENTO POR AR DE FRITAS:
Massa fundida saída do forno
passa
cilindros esfriados pelo ar interno
Frita: sólido laminar fino e frágil
cai
quebrador tipo vibrador: fritas =
pequenas escamas
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.1 PROCESSO CONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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Utilizado para obter menores quantidades de fritas;
Tipo de processo: difícil de manter constantes as propriedades das fritas
Mesclar fritas de diferentes partidas
Principal diferença para o processo contínuo: FORNO UTILIZADO
2.2 PROCESSO DESCONTÍNUO DE FABRICAÇÃO DE FRITAS
FORNO TIPO ROTATIVO PARA PROCESSOS DESCONTÍNUOS DA FABRICAÇÃO DE FRITAS
Forno: - cilindro refratário com
movimento;
- ligado após carregamento;
- gases extra[idos na
campanha extratora;
- resfriamento com água
continuamente;
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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Será parte do esmalte e este deve ter possibilidade de aplicação controle:
- temperatura de cozimento da frita;
- velocidade de fusão;
- solubilizar componentes solúveis em água;
- adaptar ao processo de fabricação escolhido
VANTAGEM DAS FRITAS COMO MATÉRIA-PRIMA NOS ESMALTES:
Matérias-primas solúveis em água: - carbonatos, nitratos e boratos alcalinos:
solubilizam-se na fusão e incorporam-se na
frita;
- sais solúveis não são desejáveis:
porosidade do biscoito.
Fritas dão maior uniformidade no vidrado, aumentando a homogeneidade e eliminando a
segregação;
3. CARACTERÍSTICAS DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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VANTAGEM DAS FRITAS COMO MATÉRIA-PRIMA NOS ESMALTES:
Esmaltes com fritas fundem em temperaturas e tempos de queima menores, devido a
igualdade de composição
Teor de SiO2 e Al2O3 mais altos propriedades mecânicas e físicas
superiores
Redução da toxicidade do esmalte os componentes fazem parte das fritas
Caso especial PbO(II) solubilidade e toxicidade reduzida
Redução de defeitos superficiais: ataque químico ao cerâmico e as cores do esmalte
Nas fritas o processo de decomposição térmica e desoxidação já estão
completos
3. CARACTERÍSTICAS DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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Matérias-primas: propriedades e características conhecidas
- evitar a introdução de óxidos metálicos mudança na coloração
- evitar a introdução de partículas refratárias núcleos de desgaseificação
ÓXIDOS COMO MATÉRIAS-PRIMAS DE FRITAS:
ÓXIDO DE SILÍCIO (SiO2): - aumenta a temperatura de fusão, viscosidade do
fundido, resistência mecânica, e química
- diminui o coeficiente de dilatação do fundido
- facilitar o ataque dos álcalis à silica: introduzir esta
umedecia
álcalis solubilizados formam uma película
entorno de cada grão
4. CONSTITUIÇÃO DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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ÓXIDOS COMO MATÉRIAS-PRIMAS DE FRITAS:
ÓXIDO DE ALUMÍNIO (Al2O3): - aumenta a resistência mecânica, e química;
- aumenta a viscosidade da frita;
- impede a cristalização de outros elementos.
ÓXIDO DE BORO (B2O3): - formador de vidro, atuando como fundente sem aumentar ;
- teor elevado de boro: fritas tornam-se muito reativas
▪ dissolvem as cores,
▪ causam ataque químico no suporte do
revestimento e nos refratários do forno.
4. CONSTITUIÇÃO DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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ÓXIDOS COMO MATÉRIAS-PRIMAS DE FRITAS:
ALCALINOS: - aumentam e tem efeito de fundente debilitam a estrrutura
reticular do vidro;
- aumento da solubilidade da frita em água se for introduzida pequenas
quantidades de alcalinos.
ALCALINOS TERROSOS: - CaO e MgO: aumentam a viscosidade da frita e estabilizam a
fase vítrea;
- BaO: aumenta densidade da frita, é um fundente muito ativo.
ÓXIDO DE ZINCO (ZnO): - acima de 1050ºC tem ação fundente
- em pequenas % aumenta o brilho, como a cor nos esmaltes.
4. CONSTITUIÇÃO DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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COMPONENTES DAS FRITAS NAS MATÉRIAS-PRIMAS:
Componentes das fritas Matérias-primas
Sílica Areia de sílica, quartzo, feldspatos, caolim, silicatos
Alumina Feldspatos e caolim
Boro Boratos (sódicos e potássicos), ácido bórico
Chumbo Minio (óxido de chumbo)
Alcalinos Carbonatos alcalinos, nitratos alcalinos, feldspatos
Alcalinos terrosos Carbonatos
Opacificantes Silicato de zircônio
Portador de zinco Óxido de zinco
Outros Flúor, fósforo, corantes
4. CONSTITUIÇÃO DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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5. CLASSIFICAÇÃO DAS FRITAS
Critério geral composição química:
- fritas de chumbo;
- fritas transparentes sem chumbo;
- fritas opacas/mates;
- fritas coloridas na fusão.
FRITAS DE CHUMBO: - são silicatos, aluminosilicatos, borosilicatos de chumbo;
- normalmente são transparentes, brilhantes e fundentes
▪ Cristalina boráxica, biqueima rápida: 3 – 5% de PbO;
▪ Cristalina de vajillería: 20 – 25% de PbO;
▪ Bisilicato de chumbo com Al2O3: ≈ 65% de PbO, 2 – 4% de Al2O3;
▪ Bisilicato de chumbo sem Al2O3: 40 – 70% de PbO, 25% de SiO2;
▪ Boráxicas com chumbo: 50 – 70% de PbO, 5 – 15% de SiO2;
▪ Mates de cal: 10 – 20% de PbO, 20 – 30% de CaO, 40 – 50% de SiO2;
▪ Mates de zinco: 15 – 25% de PbO, 20 – 35% de ZnO, 30 – 40% de SiO2;
▪ Brancos de via rápida: 2 – 5% de PbO, 40 – 50% de SiO2, 5 – 10% de Al2O3;
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
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FRITAS TRASNPARENTES SEM CHUMBO: - são boratos alcalinos,boratos de cal e
fundentes ao zinco ou ao bário;
▪ Boratos fundentes (cal, alcalinos);
▪ Fundentes (Ba, Zn);▪ Cristalinas.
FRITAS OPACAS / MATES: - são fritas brancas, opacas, brilhantes e muito
viscosas;
▪ Brancos de zircônio;
▪ Mates de cal (com e sem chumbo);▪ Mates de Zn (com e sem chumbo).
FRITAS COLORIDAS NA FUSÃO: - apresentam um ou mais óxidos corantes em um
mesmo processo de fusão.
5. CLASSIFICAÇÃO DAS FRITAS
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
FRITAS CERÂMICAS
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
ESMALTES CERÂMICOS:
Camadas finas e contínuas, vítreas, preparadas a partir de misturas que
fundem sobre superfícies cerâmicas ou metálicas
Apresentam uma quantidade de frita na composição, que depende:
- ciclo de queima;
- produto a ser obtido.
A QUANTIDADE DE FRITAS EM UM ESMALTE
DIMINUI COM A TEMPERATURA DE QUEIMA,
POIS DIMINUI A PROPORÇÃO DE FUNDENTES.DIFERENÇA ENTRE ESMALTE VIDRADO E VIDRO:
- Esmalte vidrado: é aplicado como
uma cobertura de um
suporte cerâmico
- Vidro: não requer nenhum tipo de
suporte para recobrir
TEMPERATURA (ºC) % DE FRITAS
900 50 – 90
1050 40 – 60
1120 20 – 40
1200 0 – 30
Podem ocorrer exceções: monoporosa (90%
fritas, Tqueima 1080 a 1120ºC).
1. DEFINIÇÃO
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
ESMALTES CERÂMICOS
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
METODOLOGIA DE
PREPARAÇÃO DE
UM ESMALTE:
MATÉRIAS-PRIMAS
FRITADO
TRITURAÇÃO
ESMALTE SECO
MOAGEM
FRITAS
MATÉRIAS-PRIMAS
ESMALTE SECO
SUSPENSÃO
SUSPENSÃO
AGLOMERAÇÃO
ACONDICIONAMENTO
REOLÓGICO
Pigmentos
Aditivos
Aditivos
Pigmentos
GRANILAS
ESMALTE EM GRÃO
ESMALTE MOÍDO
ESMALTE MICRONIZADO
ESMALTE EM
SUSPENSÃO
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
ESMALTES CERÂMICOS
Introdução aos Materiais Cerâmicos- PPGEM-DEMAT-EE-UFRGS
ETAPAS BÁSICAS:
Dosagem de matérias-primas;
Moagem e homogeneização;
Almacenamiento;
Transporte.
DOSAGEM: - dosam-se as matérias-primas eleitas para a composição do esmalte.
B) MOAGEM: - mistura das matérias-primas durante a moagem;
- é feita em moinho de bolas, por via úmida: obtenção de tp ótimo;
- variáveis: velocidade do moinho, tamanho e quantidade de bolas, ,
material de revestimento, quantidade de produto a misturar, tempo de
moagem, quantidade de água e viscosidade da barbotina.
2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO
2.5.2 ESMALTAÇÃO2.5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO: ACABAMENTO
ESMALTES CERÂMICOS