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Aula 4 - Cerâmicas e Vidros

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05/04/2021 Disciplina Portal
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QUÍMICA DOS MATERIAIS
Aula 4 - Cerâmicas e Vidros
INTRODUÇÃO
Nesta aula, você irá compreender as cerâmicas e os vidros. A palavra cerâmica se origina da palavra grega keramikos
que signi�ca “material queimado”. Já o vidro surgiu pelo menos há 4.000 anos a. C.
Julga-se, entretanto, que os egípcios começaram a soprar o vidro em 1.400 a. C., dedicando-se, acima de tudo, à
produção de pequenos objetos artísticos e decorativos, muitas vezes, confundidos com belas pedras preciosas. Sua
decomposição é de 4.000 anos. A cada 1.000 kg de vidro leva-se 1.300 kg de areia.
O fato de que os materiais cerâmicos e o vidro vêm sendo utilizados cada vez mais em tecnologias de ponta, sejam
como supercondutores, sejam como matérias isolantes, motivam suas pesquisas.
Bons estudos!
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OBJETIVOS
Reconhecer as características e os comportamentos das cerâmicas;
Identi�car as características e os comportamentos dos vidros;
Analisar as novas tecnologias e aplicações das cerâmicas e dos vidros.
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CERÂMICAS
Fonte da Imagem: Coprid / Shutterstock
Recebem o nome de cerâmicas os objetos, obtidos pela moldagem, secagem e cozimento de argila ou mistura de
solos argilosos. Na fabricação deles, podem ser suprimidas algumas dessas etapas, contudo, a matéria-prima base
para a fabricação de peças cerâmicas é a argila.
Nos processos de fabricação dos materiais cerâmicos, a argila �ca aglutinada por uma pequena quantidade de vidro,
que surge pela ação do calor ou cocção sobre os componentes da argila.
Fonte da Imagem: N-sky / Shutterstock
A argila é um material terroso natural, que quando se mistura com água adquire comportamento altamente plástico.
As argilas são constituídas essencialmente de partículas cristalinas extremamente pequenas, formadas por um
número restrito de substâncias, que recebem o nome de argilominerais. Uma argila pode ter um ou mais argilomineral.
, Segundo a NBR 7250 (//licenciadorambiental.com.br/wp-content/uploads/2015/01/NBR-7.250-
Indenti�ca%C3%A7%C3%A3o-e-descri%C3%A7%C3%A3o-de-amostras-de-solo.pdf), as argilas são
compostas de partículas coloidais de diâmetro inferior a 0,005mm, com alta plasticidade quando
úmidas e que, secas, formam torrões que geralmente não são quebrados com a pressão dos dedos., ,
Os argilominerais são compostos por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio, comumente
com alguma porcentagem de álcalis e de alcalinoterrosos. Junto com esses elementos básicos
encontra-se a sílica, a alumina, a mica, o ferro e o cálcio, o magnésio, a matéria orgânica, etc. percebe-
se que estão incluídos elementos formadores de vidro.
http://licenciadorambiental.com.br/wp-content/uploads/2015/01/NBR-7.250-Indentifica%C3%A7%C3%A3o-e-descri%C3%A7%C3%A3o-de-amostras-de-solo.pdf
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Os argilominerais classi�cam-se da seguinte forma:
Os argilominerais classi�cam-se da seguinte forma:
AS ARGILAS, DE MODO GERAL, PODEM SER TIPIFICADAS DA
SEGUINTE FORMA:
De cozimento branco: caulim e argilas plásticas.
Refratárias e altamente aluminosas.
Para produtos de grés.
Para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou vermelhas.
PROPRIEDADES FÍSICAS DAS CERÂMICAS
Em relação às argilas, material base para a concepção de cerâmicas, podemos destacar as seguintes propriedades:
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Plasticidade das argilas
É considerado plástico um corpo que tem a característica de ser continuamente deformado,
sem que sofra a ruptura total.
Ao se juntar água lentamente aos argilominerais percebe-se que eles apresentam dois
comportamentos, denominados de fase:
• Na primeira fase, a argila desagrega facilmente;
• Na segunda fase ela �ca com característica mole.
O ponto que de�ne essas duas fases, ou seja, quando ela não desagrega mais, mas ainda
não é pegajosa, é denominado ponto de máxima plasticidade.
A plasticidade ocorre em função de que as partículas coloidais sempre têm grande atração,
contudo essa atração pode ser anulada se a película de água intermediaria for excessiva.
Ela também depende das características físicas como formato e tamanho, e do
comportamento dos grãos na presença de outros materiais além dos argilo minerais.
Retração das argilas
Pode ser de�nida em função da perda de água por evaporação. Isso ocorre gradativamente,
sendo que a evaporação ocorre, em primeiro, na superfície do objeto, e por capilaridade, a
água existente no interior, evapora através da superfície. O vazio que �ca no interior em
função da perda de água leva à retração.
Efeito do calor sobre as argilas
Com o aquecimento, as argilas sofrem alterações físicas de acordo com as temperaturas a
que elas �cam expostas, sendo que o aquecimento entre 20 e 150ºC leva à perda de água
por capilaridade e amassamento.
Entre 150 e 600ºC começa a ocorrer o enrijecimento em função da perda de água absorvida.
A partir do aquecimento acima de 600ºC, iniciam-se as reações químicas. Que apresentam
três estágios:
• No primeiro estágio, são queimadas as matérias orgânicas. Ocorre a desidratação química
da peça, isso porque a água de constituição também é expulsa, resultando no
endurecimento;
• No segundo estágio, ocorre a oxidação; os carbonetos são calcinados e se transformam
em óxidos;
• Já no terceiro estágio, iniciado com temperatura acima de 750ºC, começa o processo de
vitri�cação, ocorrendo devido à presença de sílica na constituição das areias, que, pelo
processo de fusão, formam uma pequena quantidade de vidro, que se aglutina aos demais
elementos, dando dureza, resistência e compactação ao conjunto.
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Após tais estágios, temos a cerâmica propriamente dita. A qualidade de um artigo cerâmico
depende principalmente da quantidade de vidro formado. É ín�ma nos tijolos e grande nas
porcelanas.
FABRICAÇÃO DAS CERÂMICAS
A fabricação dos materiais cerâmicos segue, basicamente, a seguinte ordem:
galeria/aula4/img/img5.png
Extração do barro
Antes de iniciar o processo de extração, é necessário realizar a escolha do barro em virtude das
características desejadas e das variáveis presentes que podem in�uenciar nos elementos cerâmicos,
tais como: o teor de argila, a composição granulométrica e a umidade, entre outros.
Devido à diversidade dos materiais a serem extraídos, existe uma variedade de produtos cerâmicos no
mercado.
A qualidade do barro deve ser observada, veri�cando a quantidade de carbonato de cálcio ou
compostos sulfurosos, os quais originam cerâmica excessivamente fendilhada. Se for muito suja, ou
seja, com matérias orgânicas tais como raízes mortas, a cerâmica será muito porosa. Se tiver com
excesso de cal, ela poderá vir a queimar quando receber umidade.
A formação de vidro da qual depende a dureza, varia em relação à constituição do material.
galeria/aula4/img/img51.png
Preparo da matéria-prima
Após extraída, a argila é depositada ao ar livre e passa pelo primeiro processo chamado de
apodrecimento. Recebe esse nome por um dos principais objetivos que é a fermentação das
partículas orgânicas, que se tornam coloidais, aumentando a plasticidade. O apodrecimento também
serve para corrigir o efeito das pressões sobre a argila.
Quando necessário, deve-se proceder à retirada das impurezas grosseiras e a uma maior classi�cação
do material,

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