Influência da fusibilidade e coeficiente de expansão térmica (CET) da camada de engobe nas curvaturas desenvolvidas durante e após a queima

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1 Influência da fusibilidade e coeficiente de expansão térmica (CET) da camada de engobe nas curvaturas desenvolvidas durante e após a queima Bruno Caio Rodrigues Orientador: Anselmo Ortega Boschi Coorientador: Fábio Gomes Melchíades

2 Falta de planaridade: Fonte: AMORÓS, BLASCO, CARCELLER, SANZ, 1997.

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4 Avaliar o desenvolvimento da curvatura central das placas em função das diferenças de fusibilidade e coeficiente de expansão térmica (CET) dos engobes ao longo da queima.

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6 Massa BIIb via seca; Engobes: 1. DBF Dilatação Baixa e Fundente 2. DAF3 Dilatação Alta e Fundente Esmaltes: 1. EDBF Esmalte Dilatação Baixa e Fundente 2. EDAF Esmalte Dilatação Alta e Fundente 3. DBR Dilatação Baixa e Refratário 4. DAR Dilatação Alta e Refratário 3. EDBR Esmalte Dilatação Baixa e Refratário 4. EDAR Esmalte Dilatação Alta e Refratário

7 Curva de gresificação da massa; Dilatometria de contato - CET; Microscopia de aquecimento - Fusibilidade; Flexometria óptica - Desenvolvimento das curvaturas durante a queima.

8 A massa foi caracterizada para obtenção de condições de processamento semelhante às industriais. Densidade aparente 1,95 g/cm³ a seco; Curva de gresificação - Temperaturas 900 C, 940 C, 980 C, 1020 C, 1060 C e 1100 C Temperatura de queima para obtenção da Absorção de Água entre 6% e 10%; A temperatura obtida foi utilizada como referência para os ensaios com o flexímetro óptico e microscópio de aquecimento;

9 Taxa de aquecimento = 5 C/min. α = Δl l0 1 ΔT

10 Taxa de aquecimento 20 C/min; Temperatura máxima 1600 C

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12 Taxa de aquecimento 20 C/min; Temperatura máxima 1050 C

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16 Comprimento 80 mm; Largura 7,5 mm; Espessura 6 mm

17 Massa com engobes Densidade (g/cm³) DBF DBR DAF 3 DAR 1,48 1,47 1,50 1,50 Resíduo (%) 0,053 0,013 0,09 0,093 Camada (g/m²) 251,7 251,7 260,0 293,3 Camada na área da peça (6cm²) 0,151 g 0,151 g 0,156 g 0,176 g

18 Massa com esmaltes Densidade (g/cm³) EDBF EDBR EDAF EDAR 1,50 1,50 1,50 1,50 Resíduo (%) 4,18 1,52 0,53 3,88 Camada (g/m²) 489,0 369,2 256,5 416,2 Camada na área da peça (6cm²) 0,2934 g 0,2215 g 0,1539 g 0,2497 g

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20 % Retração Linear de Queima % Absorção de água %RLq %AA Temperatura 1040 C 0

21 Massa α (25-325) = 72,6x10-7 C -1 α (25-900) = 83,6x10-7 C -1

22 ~825 C Massa Retração = 2,87% %AA = 8,27%

23 Teste Início da flexão (μm) Flexão início resf. (μm) Diferença (μm) FI

24 Teste Flexão início resf. (μm) Flexão máx. (μm) Diferença (μm) FI

25 DAF3 DBF DBR DAF3 DAR α ( C) = 56,9x10-7 C -1 α ( C) = 58,9x10-7 C -1 α ( C) = 74,9x10-7 C -1 α ( C) = 80,1x10-7 C -1 α ( C) = 64,2 x10-7 C -1 α ( C) = 65,7x10-7 C -1 α ( C) = 91,8x10-7 C -1 α ( C) = 91,4x10-7 C -1

26 DAR α (25-325) = 80,1 x 10-7 C -1 Retração = 1,1% DBR α (25-325) = 58,9 x 10-7 C -1 Retração = 2,25% DBF α (25-325) = 56,9 x 10-7 C -1 Retração = 4,26% DAF3 α(25-325)= 74,9x10-7 C -1 Retração = 7,06%

27 DAR α (25-325) = 80,1 x 10-7 C -1 Retração = 1,1% DBR α (25-325) = 58,9 x 10-7 C -1 Retração = 2,25% DBF α (25-325) = 56,9 x 10-7 C -1 Retração = 4,26% DAF3 α(25-325)= 74,9x10-7 C -1 Retração = 7,06% Massa α(25-325)= 72,6x10-7 C -1 Retração = 2,87%

28 Teste Início da flexão (μm) Flexão início resf. (μm) Diferença (μm) DAR ~ +350 DBR DBF DAF FI

29 Teste Flexão início resf. (μm) Flexão máx. (μm) Diferença (μm) DBF DBR FI DAR DAF

30 DBF α (25-325) = 56,9 x 10-7 C -1 Retração = 4,26% DBR α (25-325) = 58,9 x 10-7 C -1 Retração = 2,25% Massa α(25-325)= 72,6x10-7 C -1 Retração = 2,87% DAR α (25-325) = 80,1 x 10-7 C -1 Retração = 1,1% DAF3 α(25-325)= 74,9x10-7 C -1 Retração = 7,06%

31 A fusibilidade/refratariedade dos engobes influencia significativamente nas curvaturas: Quanto mais refratário maior empeno positivo; Quanto mais fundente maior o empeno negativo. As curvaturas são desenvolvidas mais acentuadamente próximo a temperatura máxima de queima em função das diferenças de fusibilidade da massa e engobe;

32 Quanto mais fundente o engobe maior a tendência deste seguir o comportamento da massa ensaiada individualmente até o início do resfriamento; No resfriamento as curvas se distanciam em função dos diferentes coeficientes de expansão térmica: Quanto maior o CET do engobe em relação a massa maior o empeno negativo; Quanto menor o CET do engobe em relação a massa maior o empeno positivo.

33 EDAF EDBF EDAR EDBR

34 EDBR α (25-325) = 51,7 x 10-7 C -1 Retração = 17,49% EDAR α (25-325) = 87,3 x 10-7 C -1 Retração = 19,84% EDBF α (25-325) = 59,0x10-7 C-1 Retração = 26,25% EDAF α(25-325)= 92,6x10-7 C -1 Retração = 36,51%

35 EDBR α (25-325) = 51,7 x 10-7 C -1 Retração = 17,49% EDAR α (25-325) = 87,3 x 10-7 C -1 Retração = 19,84% Massa FI2 α(25-325)= 72,6x10-7 C -1 Retração = 2,87% EDBF α (25-325) = 59,0x10-7 C-1 Retração = 26,25% EDAF α(25-325)= 92,6x10-7 C -1 Retração = 36,51%

36 Teste Início da flexão (μm) Flexão início resf. (μm) Diferença (μm) EDBR EDAR FI EDBF EDAF

37 Teste Flexão início resf. (μm) Flexão máx. (μm) Diferença (μm) EDBR EDBF FI EDAR EDAF

38 EDBF α (25-325) = 59,0x10-7 C-1 Retração = 26,25% EDBR α (25-325) = 51,7 x 10-7 C -1 Retração = 17,49% EDAR α (25-325) = 87,3 x 10-7 C -1 Retração = 19,84% Massa FI2 α(25-325)= 72,6x10-7 C -1 Retração = 2,87% EDAF α(25-325)= 92,6x10-7 C -1 Retração = 36,51%

39 A partir de aproximadamente 1000 C no resfriamento até aproximadamente 800 C o comportamento dos materiais são parecidos; A partir de aproximadamente 800 C as curvas se distanciam em função dos diferentes coeficientes de expansão térmica dos diferentes materiais; Quanto maior o CET do esmalte em relação a massa maior o empeno negativo; Quanto menor o CET do esmalte em relação a massa maior o empeno positivo.

40 As técnicas de microscopia de aquecimento e flexometria óptica contribuem excepcionalmente para o entendimento dos efeitos da fusibilidade e dilatação térmica das diferentes camadas no desenvolvimento das curvaturas durante a etapa de queima.

41 AMORÓS, J.L; BLASCO, A; CARCELLER, J.V; SANZ, V. Acordo Esmalte-Suporte (II): Expansão térmica de suportes e esmaltes cerâmicos, Cerâmica Industrial, v.02, n.01/02, Janeiro/Abril, AMORÓS, J.L; NEGRE, F; BELDA, A; SÁNCHEZ, E. Acordo Esmalte-Suporte (I): A falta de acordo como causa do empenamento, Cerâmica Industrial, v.01, n.04/05, Agostos/Dezembro, BÓ, M. D; HOTZA, D; MELCHIADES, F. G; BOSCHI, A. O. Influência das características do engobe sobre a curvatura dos revestimentos cerâmicos. Cerâmica Industrial, 18 (4) Julho/Agosto, p , BOCCACCINI, A. R; HAMANN, B. Review In Situ high-temperature optical microscopy. Journal of Materials Science, 34, p , GENNARI, R. C; BÓ, M, D; MELCHIADES, F. G; BOSCHI, A. O. A influência das características do engobe na curvatura central das placas cerâmicas. Parte II: A curvatura central. Cerâmica Industrial, 17 (1) Janeiro/Fevereiro, p , MELCHIADES, F. G; BARBOSA, A. R. D; BOSCHI, A. O. Relação entre a curvatura de revestimentos cerâmicos e as características da camada de engobe. Cerâmica Industrial, 5 (2) Março/Abril, p , SANTOS, G. R; MELCHIADES, F. G; BOSCHI, A. O. Desenvolvimento de uma metodologia para o acompanhamento da evolução do amadurecimento de engobes durante a queima. Cerâmica Industrial, 12 (5) Setembro/Outubro, p.22-27, PAGANELLI, M; SIGHINOLFI, D. The optical fleximeter to study deformations on ceramics, Industrial Ceramics, v.29, n.1, PRACIDELLI, S. Estudos dos esmaltes cerâmicos e engobes. Cerâmica Industrial, 13 (1/2) Janeiro/Abril, p

42 Bruno Caio Rodrigues Orientador: Anselmo Ortega Boschi Coorientador: Fábio Gomes Melchíades