processamento de ceramicas

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PROCESSAMENTO DE CERÂMICAS 
 
 Os materiais cerâmicos possuem uma temperatura de fusão relativamente 
elevada, tornando sua fundição impraticável. Além disso, a fragilidade das 
cerâmicas impede sua deformação. Algumas dela são conformadas a partir de pós, 
os quais, ao final, devem ser secos e cozidos. Os vidros são conformados em altas 
temperaturas, a partir de uma massa fluida que se torna altamente viscosa durante 
o resfriamento. Já os cimentos são formados pela colocação em moldes de uma 
pasta fluida que endurece e assume uma pega permanente devido a reações 
químicas. 
 
CONFORMAÇÃO DO VIDRO 
 O principal tipo de vidro é do tipo sílica-soda-cal. A sílica é suprida geralmente 
como areia de quartzo comum, enquanto o Na2O e o CaO são adicionados como 
soda barrilha e calcário. Para a maioria das aplicações, especialmente quando a 
transparência óptica é importante, é essencial que o vidro produzido seja 
homogêneo e isento de poros. A porosidade resulta de pequenas bolhas de gás que 
são produzidas, devendo ser absorvidas pelo material fundido ou devem ser 
eliminadas de alguma outra maneira, exigindo um ajuste apropriado da viscosidade 
do material fundido. Quatro métodos de conformação diferentes são empregados 
para a fabricação de produtos à base de vidro: prensagem, sopro, estiramento e 
conformação de firas. A prensagem é usada na fabricação de peças com paredes 
relativamente grossas, tais como pratos e louças. Consiste na aplicação de pressão 
sobre um molde de ferro fundido, esse molde é aquecido para assegurar uma 
superfície uniforme. O sopro é usado na produção de jarras, garrafas e bolbos de 
lâmpadas. A partir de um tarugo de vidro, um parison é conformado através da 
prensagem mecânica em um molde. Essa peça é inserida no molde de acabamento 
ou de sopro e é então forçada a se conformar segundo os contornos do molde, 
devido à pressão criada pela injeção de ar. O estiramento é usado para conformar 
peças longas de vidro, tais como chapas, barras, tubos e fibras, que possuem um 
seção transversal constante. Por fim, as fibras são conformadas pelo estiramento do 
vidro fundido através de muitos orifícios pequenos no fundo da câmara. 
 
PRODUTOS À BASE DE ARGILA 
 As matérias-primas extraídas têm, em geral, que assar por um processo de 
moagem, para que os tamanhos das partículas sejam reduzidos, esse procedimento 
é seguido por um peneiramento, com o objetivo de produzir um produto pulverizado 
com a faixa de tamanho das partículas desejada. Nos sistemas multicomponentes, 
os pós devem ser completamente misturados com água e, talvez, com outros 
componentes, a fim de produzir características de escoamento compatíveis com a 
técnica de conformação específica. A peça conformada deve possuir resistência 
mecânica suficiente para permanecer intacta durante as operações de transporte, 
secagem e recozimento. 
 Duas técnicas usuais de modelagem são utilizadas: conformação hidroplástica 
e a fundição em suspensão. A conformação hidroplástica é a mistura dos minerais à 
base de argila com água, isso os torna altamente plásticos e flexíveis, podendo ser 
moldado sem formação de trincas. Já a fundição em suspensão consiste na argila 
e/ou outros materiais não plasticáveis suspensos em água. Quando derramada 
dentro de um molde poroso, a água da suspensão é absorvida pelo molde, deixando 
uma camada sólida sobre a parede do molde, cuja espessura irá depender do 
tempo. Esse processo pode ser continuado até que a totalidade da cavidade do 
molde fique sólida. O processo pode ser interrompido quando a parede da casca 
sólida atingir a espessura desejada. 
 
SECAGEM 
 Nos estágios iniciais da secagem, as partículas de argila estão virtualmente 
envolvidas e separadas umas das outras por uma fina película de água. Conforme a 
secagem progride e a água é removida, a separação entre as partículas diminui. A 
secagem na região interna de um corpo é realizada através da difusão das 
moléculas de água para a superfície, onde ocorre sua evaporação. Se a taxa de 
evaporação for maior que a taxa de difusão, a superfície irá secar e se contrair, mais 
rapidamente do que o interior, com grande probabilidade de formação de defeitos. 
Outros fatores que influenciam na contração é a espessura do corpo e o teor de 
água presente. A energia de micro-ondas também pode ser usada no processo de 
secagem das cerâmicas, tendo como vantagem a não utilização de altas 
temperaturas que são usadas em outras técnicas. 
 
COZIMENTO 
 Após a secagem, o corpo é cozido em uma temperatura entre 900 e 1400 ° C, 
a temperatura de cozimento irá depender da composição do corpo. Durante esse 
processo, a massa específica é aumentada e a resistência mecânica é melhorada. 
Quando materiais à base de argila são aquecidos , ocorrem algumas reações 
complexas. Uma dessas reações é a vitrificação, que consiste na formação gradua 
de um vidro líquido que flui para o interior e preenche parte do volume dos poros. O 
grau de vitrificação depende da temperatura e do tempo de cozimento, assim como 
da composição do corpo. O grau de vitrificação controla as propriedades da peça 
cerâmica à temperatura ambiente; a resistência, a durabilidade e a massa 
específica são melhoradas conforme o grau de vitrificação é aumentado. 
 
 
 
PRENSAGEM DE PÓS 
 É usada para fabricar tanto composições argilosas quanto não-argilosas, 
incluindo cerâmicas eletrônicas e magnéticas, assim como alguns produtos e tijolos 
refratários. Esse processo consiste basicamente em uma massa pulverizada 
contendo geralmente uma pequena quantidade de água ou outro aglutinante é 
compactada na forma desejada por aplicação de pressão. O grau de compactação é 
maximizado e a fração de espaços vazios é minimizada com o emprego de 
partículas maiores misturadas com partículas mais finas em proporções 
apropriadas. Não existe qualquer deformação plástica das partículas durante a 
compactação, por conta do aglutinante. Existem três procedimento básicos para a 
prensagem: prensagem uniaxial, onde o pó é compactado em uma matriz metálica 
mediante uma pressão aplicada em uma única direção. A prensagem isostática, que 
consiste em um material pulverizado contido em um invólucro de borracha e a 
pressão é aplicada por meio de um fluido, isostaticamente (possuindo a mesma 
magnitude em todas as direções), e a prensagem a quente. Tanto para o 
procedimento uniaxial quanto para o isostático é necessária uma operação de 
cozimento após a operação de prensagem. Durante o cozimento, a peça 
conformada se contrai e apresenta uma melhora na sua integridade mecânica. 
Essas alterações ocorrem pela coalescência das partículas de pó em uma massa 
mais densa, esse processo é denominado de sinterização. O potencial para a 
sinterização é a diminuição da quantidade de superfície por unidade de volume. A 
sinterização consiste na eliminação da porosidade e aumento da densidade.