Ciencia e tecnologia dos materiais

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Fabricação e processamento das cerâmicas

Atualmente as indústrias de processamento de materiais cerâmicos vêm destacando-se pela expansão e desenvolvimento, criando novas tecnologias, aperfeiçoando as antigas e produzindo em larga escala para satisfazer o mercado. Na tabela a seguir pode-se analisar a importância desse setor pra economia brasileira que corresponde 1% do PIB.

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Figura 1. Principais seguimentos, classificados por o valor anual de sua produção.

Fonte: Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmicas para Revestimento-ANFACER.

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Figura 2. Principais consumidores

Fonte: (ANFACER).

Fabricação e processamento dos vidros

Os vidros são conformados a partir de elevadas temperaturas, eles formam uma massa fluida que se torna bem viscosa com o resfriamento, suas propriedades são características importantes para o entendimento do processo de conformação destes materiais. Durante o processo de resfriamento os materiais não cristalinos não apresentam solidificação semelhante ao dos cristalinos.

Segundo CALLISTER JR (2013 p. 437) outra importante diferença entre os materiais cristalinos e não cristalinos (vítreos) está na dependência do volume especifico em relação à temperatura.

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Na figura podemos observar que para os materiais cristalinos o volume decresce descontinuamente na temperatura de fusão, já com os materiais não cristalinos o volume diminui continuamente com a redução da temperatura, e pode-se perceber uma ligeira inclinação da curva no ponto chamado de temperatura de transição vítrea. Abaixo desse ponto o material é considerado um vidro, acima ele é considerado um liquido.

Fabricação do vidro

O vidro é produzido a partir de aquecimento das matérias-primas: como areia, sódio, cálcio e outros componentes químicos até uma elevada temperatura, da qual ocorre a fusão. As variedades mais comercializadas é sílica-soda-cal, o vidro deve conter características homogenias livre de poros, ela é obtida pela fusão e mistura completa dos insumos, a porosidade é resultado da formação de pequenas bolhas durante o processo, sendo assim ela deve ser completamente absorvidas pelo material fundido.

Existem cinco métodos para fabricação de produtos a base de vidro: prensagem, sopro, estiramento e conformação de chapas e fibras. A prensagem é usualmente escolhida para a fabricação de peças e com paredes grossas, tais como pratos e louças, a peça de vidro é conformada pelo emprego de pressão em um molde de ferro fundido revestido com grafita, que apresenta um formato de acordo com a preferencia. O estiramento é empregado para conformar peças de vidro longas, tais como chapa, barras e tubos. .(CALLISTER JR, 2013,p 439)

É preciso em alguns casos à aplicação de tratamento térmico nos vidros para evitar tensões térmicas, elas têm efeito sobre as características físicas dos vidros podendo enfraquecer o material, fenômeno denominado choque térmico, uma método aplicado para evitar esse fenômeno, depende da velocidade de resfriamento que deve ser lenta, mas caso os problemas já estejam presentes, o recozimento é aconselhável e então seguidamente a peça deve ser resfriada lentamente até a temperatura ambiente.

Fabricação e processamento dos produtos à base de argila

As características das Argilas

As argilas apresentam características muito importantes nos matérias cerâmicos. Em contato com a água, elas se tornam muito plástico, fenômeno denominado hidropasticidade, fato que essencial no processo de conformação dos materiais à base de argila, além disso, a argila derrete em uma escala de temperatura, com isso a peça cerâmica densa e resistente pode ser beneficiada durante o cozimento sem que aconteça a fusão completa deste material.

Técnicas de fabricação

As matérias primas passam por um processo de moagem no qual as partículas são reduzidas, logo após acontece a classificação granulométrica, onde busca-se uma uniformidade no tamanho das partículas, adiciona-se água nos minerais argilosos, podendo ser submetido ao processo de modelagem, o que depende da exigência e preferencia do mercado.

A peça modelada passa pelo processo de secagem e cozimento, a secagem elimina o excesso de liquido que foi adicionado para conformar as características de hidropasticidade quanto maior o teor de água, mais intensa será a contração, a massa especifica e a resistência são aumentadas como resultado de um tratamento térmico com temperatura elevada. Durante a operação de cozimento, a densidade é aumentada, fator que contribui para diminuição da porosidade, aumento assim a resistência mecânica do material.