Lista Processamento de cerâmica vermelha

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Processamento de Cerâmica Vermelha 
Questões
1. Considere o fluxograma de processamento cerâmico industrial. Apresente o fluxograma conceitual de processamento de cerâmica vermelha.
2. Explique por que a correlação da resistência mecânica de um material cerâmico queimado com o tempo de moagem utilizado no seu processamento é uma correlação empírica.
Porque um alto grau de moagem pode influenciar na reatividade entre os vários componentes durante a queima devido à maior área de contato superficial entre as partículas, e com isso contribuir na melhoria da resistência mecânica do material queimado. Porém um tempo de moagem elevado não corresponde em regra, uma maior moagem, pois dependendo da dureza das matérias-primas, o excesso no tempo de moagem, com a tentativa de baixar o resíduo, pode somente elevar os custos de processo.
3. Discuta a importância do emprego da ciência do processamento cerâmico na fabricação de produtos cerâmicos.
Com o avanço da ciência do processamento cerâmico foram desenvolvidas novas tecnologias nos processos de elaboração e caracterização, materiais cerâmicos inovadores, chamados cerâmicas avançadas ou de engenharia, começaram a serem desenvolvidos, aumentando consideravelmente a área de aplicações desses materiais. As cerâmicas avançadas são materiais utilizados na fabricação de muitos produtos de alta tecnologia, que possuem aplicações na área da saúde, como as biocerâmicas na área da eletrônica, como as cerâmicas funcionais (eletrocerâmicas, cerâmicas magnéticas e cerâmicas óticas) na conversão e estocagem de energia, como materiais de eletrodos, eletrólitos, selantes e interconectores. Elas estão presentes também nas indústrias eletrodoméstica, automotiva, naval e aeronáutica devido principalmente às suas propriedades térmicas e mecânicas. 
4. Os produtos de cerâmica vermelha são fabricados usando essencialmente argilas. Defina o que é “argila” do ponto de vista da tecnologia cerâmica. Quais são as limitações relacionadas a esta definição.
É uma rocha finamente dividida, constituída essencialmente por argilominerais, podendo conter minerais que não são argilominerais, matéria orgânica e outras impurezas, caracterizando-se por:
a) Ser constituída essencialmente por argilominerais (cristalinos);
b) Possuir elevado teor de partículas <2𝜇m;
c) Quando pulverizada e umedecida torna-se “plástica”;
d) Após secagem é dura e rígida e após queima a temperatura elevada (>1000°C) adquire dureza de aço;
e) Possuir capacidade de troca de cátions entre 3 e 150 meq/100g de argila.
Limitações: 
· Tem argilas que apresentam outros valores de capacidade de troca de cátions; 
· Tem um tipo de argila que quando pulverizada e umedecida não torna-se plástica;
· Na NBR7250 são compostas por partículas coloidais de diâmetro <5𝜇m
5. Explique as diferenças entre “argila” e “argilomineral”.
Argila é um material natural, formado por grãos terrosos, de granulação fina, inferior a 2 μm, constituída essencialmente de argilominerais, podendo conter quartzo, mica, feldspato, turmalina, além de matéria orgânica e outras impurezas. Os argilominerais são os minerais característicos das argilas, quimicamente são silicatos de alumínio ou magnésio hidratados, contendo em certos tipos outros elementos como ferro, potássio, lítio e outros. A argila é uma rocha finamente dividida, enquanto os argilominerais são os minerais constituintes característicos das argilas com estrutura cristalina em camadas e bem definida, contituídos de duas unidades estruturais fundamentais, que são as folhas tetraédricas e octaédricas.
6. Duas “argilas” poderiam ser consideradas iguais? Sim ou não. Justifique a sua resposta.
Não. Pois as condições geológicas da formação de cada argila irá influenciar suas propriedades, formando sistemas complexos. Os grupos de argilominerais, as espécies mineralógicas e as respectivas composições químicas apresentam variações em suas propriedades causadas pelas substituições isomórficas e cátions trocáveis.
7. Qual a razão dos argilominerais serem constituídos de partículas de tamanho pequeno (por exemplo, < 2 µm)?
8. O que é substituição isomórfica? Como se processa nos argilominerais? Que tipo de modificações provocam nos argilominerais?
É a substituição da ocupação de um sítio, que normalmente é ocupado por um cátion de formação de rede cristalino por outro cátion, igualmente formador de rede, com carga diferente e com um tamanho similar.
Os argilominerais tem capacidade de troca de íons, em razão da superfície eletricamente carregada que apresentam as argilas coloidais, os íons e moléculas polarizadas são atraídos ligando-se a estes componentes de forma reversível. Em razão do maior número de cargas negativas do que positivas desses coloides, a adsorção é principalmente de cátions. No entanto, há alguns sítios nestes coloides com cargas positivas que podem atrair ânions (principalmente nos óxidos de ferro e alumínio). 
A capacidade de troca de cations de um argilomineral pode ser o resultado de um desequilíbrio de cargas resultante da substituição isomórfica na própria estrutura cristalina. Podem-se modificar as propriedades plásticas, mudanças estruturais, redução da célula unitária, mudança da resistência, inibição da formação de minerais com cristais desenvolvidos, ambiente químico, entre outras. 
9. Compare e explique as principais diferenças observadas entre as estruturas cristalinas da caulinita, montmorilonita e illita/mica.
	
	CAULINITA
	MONTMORILONITA
	ILITA/MICA
	Família
	1:1
	2:1
	2:1
	Distância Interplanar Basal
	7 Å
	14 Å
	10Å
	Materiais Intercalados Nas Folhas
	Nenhum
	Cátions e Água
	Potássio
	CTC
	3 – 15 meq/100g
	80 – 200 meq/100g
	10 – 50 meq/100g
	Unidade Básica
	
	
	
Com x<1
A caulinita apresenta uma estrutura do tipo 1:1, sendo formada por uma folha tetraedral, constituída de silício coordenados tetraedricamente por átomos de oxigênio (SiO4), e outra folha octaedral, constituída por alumínio coordenados octaedricamente a oxigênio e grupamentos OH. A distância entre dois planos de oxigênios equivalentes em camadas sucessivas é de 7,16 Å. A caulinita é única entre os argilominerais lamelares que possui folhas assimétricas e eletricamente neutras, tendo ânions OH de um lado e O2- do outro lado das folhas 1:1. Por causa dessa característica sua estrutura cristalina apresenta um caráter hidrofílico ou lipofóbico. A caulinita praticamente não apresenta substituição isomórfica em sua estrutura, devido à existência da ligação de hidrogênio e ao baixo grau de carga permanente. Contém muita água químicamente ligada na estrutura cristalina.
A estrutura cristalina da montmorilonita é composta por duas folhas tetraédricas e uma folha octaédrica central em que o cátion coordenado é geralmente ou , que são unidas por oxigênios comuns. Ele é do tipo camada 2:1. As folhas são contínuas nas direções dos eixos a e b e estão empilhadas ao acaso umas sobre as outras, e alguns tipos, e com alguma ordem em outras. Entre as camadas estruturais existem moléculas de água com arranjos orientados e regulares coordenando cátions trocáveis e que podem dar lugar a certas moléculas orgânicas. As folhas permitem substituições amórficas. Quando colocadas em glicerina se expandem.
A estrutura cristalina ilita/mica é composta por duas folhas tetraédricas e uma folha octaédrica central, em que o íon coordenado pode ser , , ou . Ele é do tipo camada 2:1. As camadas estão ligadas umas às outras, em regra, por íons . A estrutura química da ilita difere da mica devido apresentar menos potássio e mais água.
10. Discuta a importância da propriedade plasticidade no processamento de cerâmica vermelha.
A plasticidade da argila se manifesta na mudança de forma sem ruptura da massa argilosa por meio de aplicação de força externa e pela retenção da forma quando a força é removida. É uma propriedade de vital importância por permitir a conformação da massa argilosa em condições favoráveis.