Caracterização de uma pasta de porcelana cordierítica

• Autor(a) principal: Silva, Rui Jorge Conde
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/36240
• topic: Porcelana; Cordierite; Coeficiente de expansão térmica; Choque térmico; Diagramas de fases ternários; Microscopia eletrónica de varrimento; DRX quantitativa

O tema de tese que agora se apresenta teve por base um estágio que colocou em parceria o Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica (DEMaC) da Universidade de Aveiro (UA) e o Grupo Mota Soluções Cerâmicas, S.A. (MCS). O trabalho centrou-se na caracterização de uma pasta de porcelana cordierítica, destinada ao fabrico de louça utilitária de porcelana com resistência ao choque térmico superior à da porcelana tradicional. Neste enquadramento, o documento contempla: i) uma breve apresentação da empresa, ii) uma revisão bibliográfica acerca da porcelana e da capacidade de resistência ao choque térmico de materiais cerâmicos, iii) uma breve referência e análise a diagramas de fases ternários, com particular detalhe para o diagrama sílica – alumina – magnésia, do qual faz parte a cordierite, iv) uma descrição da influência que o coeficiente de expansão térmica dos materiais tem na sua resistência ao choque térmico e em particular de que forma se espera que a cordierite aumente a resistência ao choque térmico da porcelana, e v) a caracterização físico-química de uma pasta de porcelana cordierítica, a partir de ensaios laboratoriais, nomeadamente microscopia eletrónica de varrimento (SEM), difração de raios X (DRX), análise térmica dilatométrica (DIL), densidades pelo princípio de Arquimedes e por picnometria de hélio, ensaios mecânicos de resistência à flexão, deformação piroplástica e, finalmente, análise de cor (espaço de cores CEILab). A pasta foi cozida segundo seis curvas distintas, em atmosfera oxidante e temperatura máxima de 1.330, 1.350 e 1.370 ºC, com e sem tratamento térmico a 1.150 ºC no arrefecimento. Estas condições de cozedura permitiram a cristalização de cordierite em teores mássicos superiores a 50%. Como consequência, o valor do coeficiente de expansão térmica da pasta atingiu valores médios (100 a 650 ºC) próximos de 3,5x10⁻⁶ ºC⁻¹, mais baixos que os da porcelana tradicional, de 5,0x10⁻⁶ ºC⁻¹, aproximadamente. A resistência mecânica da pasta refletiu-se em valores de módulo de resistência mecânica muito elevados, que chegaram a atingir 90 MPa. A proeminência desta característica foi acompanhada de um elevado grau de brancura, com valores de L superiores a 90. Estas características da pasta, juntamente com outras tantas descritas neste relatório, indicam que esta formulação poderá produzir, sob as condições de cozedura adequadas, louça utilitária de porcelana resistente ao choque térmico.