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Departamento de Química
Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
Ingrid T. Weber
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Departamento de Química
Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
O que são Esmaltes Cerâmicos?
Camada fina de vidro, ou vidro+cristais, que adere na superfície de uma peça cerâmica
cerâmica
esmalte
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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
Para que serve a Esmaltação?
Para adicionar uma camada fina, lisa e não adsorvente, que pode ser facilmente limpa;Para permitir uma variedade de cores e texturas, que não seriam possíveis somente com a cerâmica;Para proteger elementos de decoração que fiquem entre a cerâmica e a camada de esmalte.
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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
Como se faz um esmalte?
Misturando vidro moído com água (suspensão).A mistura é aplicada sobre a peça e quando é queimada funde, se transformando em uma camada contínua de vidro.
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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
De que é feito um esmalte?
Óxidos ácidos (formadores): SiO2, B2O3;
Óxidos básicos (fundentes): Na2O, K2O, CaO, PbO;
Óxidos neutros (Intermediários): Al2O3, Nb2O5.
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Escolhendo bem a composição do vidro (tipo & quantidade) é possível produzir diversos tipos de
esmaltes, com características e
propriedades diferentes
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Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica
É importante que o ceramista entenda quais mudanças ocorrem durante o processo de esmaltação
Queima do Esmalte
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Queima
Existem 2 possibilidades:
Esmaltes CrusEsmaltes fritados
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MatériasPrimas
Dosagem
Mistura
Alimentação
Fusão
água
Seco
Jatos de Ar
FRITAFRITA
Fritas
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Departamento de Química
Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica Esmaltes Fritados
1050oC 900oC1000oC
20oC 600oC 800oC
AmoleceCompacta
MassaBolhas
MaturaçãoCristais
FluídoBolhas
se juntam
Trincas
Explode
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Departamento de Química
Laboratório Interdisciplinarde Eletroquímica & Cerâmica Esmaltes Crus
1050oC 900oC1000oC
20oC 600oC 800oC
AmoleceCompacta(menos)
Dissolução(+vidro)Bolhas
MaturaçãoCristais
Reações(gases)Fluído
Bolhas se junta
Trincas
Explode
QuartzoMat. refratário
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Compatibilidade
Esmalte fundido Esmalte fundido
Esmalte compatível
Esmalte com Alta Contração
Esmalte com Baixa Contração
Esmalte compatível
Esmalte em tensão
Esmalte em compressão
Imaginário Real
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Situação de Tensão
TrincaPoucaTensão
MuitaTensão
Situação de Compressão
Arrebita
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O que fazer para prevenir as trincas?
Ajustar a massa!
Como?
Colocando ou aumentando com grande tendência a retrair (areia - SiO2)
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O que fazer para prevenir as trincas?
Não dá para mexer na massa!
Vamos mexer no esmalte
teor de M.P que contrai menos(B2O3, Na2O e K2O)
OBS: SiO2 massa SiO2 esmalte
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MEXER EM FORMULAÇÕES EM VIDROS NÃO É FÁCIL!!
Teor de Alumina (y)Teor deSiO2 (x) 0,3 0,4 0,5 0,64 Trinca Trinca Brilho Brilho5 Trinca Trinca Brilho Semi-mate6 Trinca Trinca Trinca Semi-mate7 Trinca Trinca Trinca Semi-mate8 Trinca Trinca Trinca Trinca9 Trinca Trinca Trinca10 Trinca Trinca Trinca11 Trinca Trinca12 Trinca
0,3 K2O, 0,7CaO y Al2O3 x SiO2
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Defeitos
Trincas Já discutimos!
“Bolhinhas” •Causa:camada grossa e pesada de esmalte•Problema:Aspecto leitoso (muitas)•Sugestão:Camada mais fina, T,t
Bolhas e Buracos •Causa: ar e gases•Sugestão: Peças que não liberem tanto gases, T,t
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Defeitos
Sujeira •Causa:Partículas forno ou ambiente•Sugestão:Tentar usar ambiente limpo, lavar/limpar forno
“Pintas” •Causa: Partículas Cu/Fe•Sugestão: Cuidado, limpeza, evitar objetos Cu/Fe
(verdes/marrons)
SuperfícieOndulada •Causa:T muito baixa
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Defeitos
Esmalte Opaco/Leitoso
•Causa:Não fundiu totalmente, T está muito baixa•Sugestão: T
Escorrimento •Causa: Esmalte muito fluído•Sugestão: T, viscosidade, teor SiO2 ou Al2O3
SuperfícieRugosa/Áspera •Causa: Aplicação com Spray
•Sugestão:Controlar aplicação
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Defeitos
Ataqueàs cores embaixo
do esmalte
•Causa:Composição do esmalte; Zn presente em esmaltes reage com desenhos decorativos abaixo do esmalte; Pb dissolve-os.
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Aspectos Toxicológicos
1) Chumbo •Brasil não tem legislação;•EUA (FDA) regula liberação desde anos 70;
Limite permitido < 3mg/L (Norma ASTMC)
•Indústria deve ter controle desde 80;•Artesanato ainda não tem controle;•Absorção : cutânea, ingestão , inalação;•Problemas: Neurotoxina - problemas nervosos, anemias, problemas renais - morte•Cumulativo efeito pior em crianças
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Aspectos Toxicológicos
2) Cádmio •As vezes, usado em decoração;•Cor: vermelho/laranja;•Alta toxicidade;•Limite (FDA) ; 0,5mg/L
3) Cromo •Usado em pigmentos;•Causa dermatite, problemas pulmonares, renais, gastro-intestinais e câncer;
4) Cobre •Usado em pigmentos;•Tanto a falta como o excesso são ruins;•Mais que 10mg/g é tóxico;•Causa dores abdominais, diarréias, colapsos e morte;
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Aspectos Toxicológicos
5) Antimônio
•Existe em alguns esmaltes;•Causa: cefaléia, náusea, vômito, diarréia, dores abdominais,debilidade, coma e morte.
6) Manganês •Usado em esmaltes de porcelana;•Intoxicação via respiratório - ocupacional; •Causa problemas no SNC - distúrbio sono, excitabilidade, problemas de locomoção, dores, até mal de Parkinson.
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Tipos de Esmaltes
Existem muitas formas de classificar os esmaltes
•“Pré-queima” : fritas, crus, mistos.•Temperatura de Queima: Baixa (950-1050oC),
Média (1050-1150oC), Alta (1150-1280oC), Muito Alta (até 1400oC).
•Atmosfera Queima: Oxidante, Redutora.•Brilho: Brilhante, Mate, Semi-mate (=acetinado).•Transparência: Transparente, Opaco.
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Tipos de Esmaltes
Esmaltes a Base de PbBaixa Temperatura (950-1050oC)Ótimo fundente - Trecomendada> 900oC; volatilização.Vermelho (zarcão), branco (Pb2CO3) fritado
(Pb2SiO4)São macios, brilhantes e tem cor avermelhada,
amarelada ou esverdeada
Extremamente tóxico (Bristol, sec. XIX).
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Tipos de Esmaltes
Esmaltes Alcalinos
Contém Na, K ou LiBaixa Temperatura (750-1060oC)São brilhantes e ótimos para utilizar com
pigmentosMuito solúveis Lixivia!Pode solubilidade com fritas
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Tipos de Esmaltes
Esmaltes Borosilicatos
Contém B2O3
Baixa Temperatura São solúveis Lixivia!Pode solubilidade usando Borato de Cálcio
(colemanita)
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Tipos de Esmaltes
Esmaltes Livres de Chumbo
Temperatura queima > 1190oCUsa CaO, BaO (mate), MgO, ZnO ou Li2O como
fundenteAdequado para louças utilitárias
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Tipos de Esmaltes
Esmaltes Porcelana
Temperatura = 1320 - 1450oC Geralmente é aplicado sobre peça de argila
refratária já cozida a 1000oC
Tem que ter composição muito parecida com a massa grau de interação
Aspecto Brilhante, acetinado, matemateresistência mecânica e a abrasão
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1) Mn, 2)Cr,3)Fe2O3
4) Co + argila vermelha,5) Co + argila branca,6) Cu + vermelha, 7) Borosilicato com Cu,8) Alcalino com Cu.
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