Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Após a queima, um corpo é usualmente queimado numa temperatura entre 900 e 1400 o C;
a temperatura de queima depende da composição e das desejadas propriedades da peça acabada.
Durante a operação de queima, a densidade é adicionalmente aumentada (com um acompanhante
decréscimo na porosidade) e a resistência mecânica é acentuada.
Quando os materiais baseados em argila são aquecidos até elevadas temperaturas,
ocorrem algumas reações bastante complexas e envolvidas. Uma destas reações é a vitrificação,
a formação gradual de um vidro líquido que se escoa para dentro do volume de poro preenchendoo.
O grau de vitrificação depende da temperatura de queima e do tempo, bem como da
composição do corpo. A temperatura na qual a fase líquida se forma é baixada pela adição de
agentes fundentes tais como feldspato. Esta fase fundida se escoa ao redor das partículas ainda não
fundidas e preenche os poros como um resultado das forças de tensão superficial (ou ação capilar);
contração também acompanha este processo. No resfriamento, esta fase fundida forma uma matriz
vítrea que resulta num corpodenso e forte. Assim, a microestrutura final consiste da fase vitrificada,
quaisquer partículas de quartzo não reagidas e alguma porosidade. A Figura 14.10 é uma
fotomicrografia de uma porcelana queimada na qual podem ser vistos alguns desses elementos
microestruturais.
Figura 14.10 - Fotomicrografia de uma amostra de porcelana sinterizada (atacada 10s, a 0 o C,
4%HF) mostrando grãos de quartzo (partículas grandes claras), grãos de feldspato parcialmente
dissolvidos (partículas pequenas indistintas), uma matriz vítrea (argila) e poros escuros. 400x. (de
W.D. Kingery, H.K. Bowen and D.R. Uhlman, Introduction to Ceramics, 2nd edition, p.536,
Copyright 1976 por John Wiley & Sons, New York,Reimpresso por permissão de John Wiley &
Sons, Inc.).
O grau de vitrificação, naturalmente, controla as propriedades à temperatura ambiente dos
utensílios cerâmicos; resistência mecânica, durabilidade e densidade são todas elas melhoradas à
medida em que o grau de vitrificação aumenta. A temperatura de queima determina a extensão na
qual a vitirificação ocorre; isto é, a vitrificação aumenta à medida em que a temperatura de queima
sobe. Tijolos de construção são ordinariamente queimados a 900 o C e são relativamente porosos.
Por outro lado, a queima da porcelana altamente vitrificada, cujas bordas sendo oticamente
translúcidas, ocorre em temperaturas muito maiores. Completa vitrificação é evitada durante a
queima, de vez que o corpo se torna demasiado macio e entra em colapso.
REFRATÁRIO
Uma outra importante classe de cerâmicas que são utilizadas em grandes tonelagens são
as cerâmicas de refratários. As salientes propriedades destes materiais incluem a capacidade de
suportar altas temperaturas sem fusão ou decomposição e a capacidade de remanescer não
reagidos e inertes quando expostos a ambientes severos. Em adição, a capacidade de proporcionar
isolamento térmico é muitas vezes uma consideração importante. Materiais refratários são