Desenvolvimento e caracterização de um revestimento cerâmico translúcido

Abstract

Este trabalho tem por objetivo desenvolver uma cerâmica translúcida a partir de uma massa tradicional de porcelanato com a adição de uma frita/granilha como agente de translucidez. Uma massa cerâmica translúcida (STD) foi investigada por meio de análises química (FRX) para determinar quantitativamente os óxidos presentes, análises mineralógicas por meio de DRX com intuito de identificar as fases e as proporções cristalinas e amorfas. Além disso, uma série de testes físicos e mecânicos foram realizados tais como análises térmicas (dilatometria óptica e de contato), ensaios tecnológicos de produto acabado conforme normas técnicas para absorção de água e resistência mecânica e ainda ensaios morfológicos, como a determinação do tamanho de partículas e densidades foram efetuadas, e por fim, avaliação do comportamento ótico pelo método CIELab. A massa de porcelanato padrão também foi ensaiada conforme suas propriedades tecnológicas, como absorção de água, resistência mecânica a verde e após queima, além da análise química por FRX. Ao todo 6 fritas/granilhas foram utilizadas, em diferentes baterias de testes. Num primeiro momento 3 fritas (A, B e C) foram incorporadas em proporções que variaram de 0 a 30% a massa de porcelanato padrão, onde 10 formulações foram definidas, preparadas e ensaiadas do ponto de vista de suas propriedades óticas (cor e transparência), cujos resultados não originaram materiais translúcidos o que demandou uma segunda bateria de testes, com a incorporação de 2 novas fritas (C e D) e 1 granilha (F) em teores que variaram de 20 a 50% em massa de porcelanato padrão. Tais combinações de matérias-primas resultaram em 12 novas formulações sendo que a composição E04 apresentou propriedades óticas e de transparência adequadas, muito embora, devido ao excesso de material fundente houve a deformação da peça. Com o intuito de minimizar esse problema, uma terceira bateria de testes foi realizada com a composição E04 a qual originou duas novas composições. A primeira composição com a adição de 10% de alumina (E05) e uma segunda com 10% de quartzo (E06). A composição E06 atingiu o melhor resultado de translucidez conforme as análises óticas. Tal formulação passou por ensaio refletância, transmitância e foi analisada microestruturalmente por meio de um microscópio eletrônico de varredura (MEV), e apresentou comportamento próximo a massa cerâmica translúcida, muito embora, ainda apresentou um grau de translucidez inferior a essa.

Abstract: This work aims to develop a translucent ceramic from a traditional porcelain mass with the addition of a frit/grits as a translucent agent. A translucent ceramic mass (STD) was investigated by chemical analysis (XRF) to quantitatively determine the oxides present, mineralogical analysis by means of XRD in order to identify the phases and the crystalline and amorphous proportions. In addition a series of physical and mechanical tests were carried out such as thermal analysis (optical and contact dilatometry), technological tests of the finished product according to technical standards for water absorption and mechanical resistance, and even morphological tests, such as the particle size was determined and densities were performed and finally evaluation of the optical behavior by the CIELab method. The standard porcelain mass was also tested according to its technological properties such as water absorption, mechanical resistance to green and after burning, in addition to chemical analysis by XRF. A total of 6 frit/grits were used in different test batteries. At first, 3 frits (A, B and C) were incorporated in proportions that varied from 0 to 30% in standard porcelain mass, where 10 formulations were defined, prepared and tested from the point of view of their optical properties (color and transparency), the results of which did not give rise to translucent materials, which required a second battery of tests, with the incorporation of 2 new frits (C and D) and 1 grits (F) in levels ranging from 20 to 50% by weight in standard porcelain tiles. Such combinations of raw materials resulted in 12 new formulations and the composition E04 showed adequate optical and transparent properties, although due to the excess of melting material, the piece was deformed. In order to minimize this problem, a third battery of tests was performed with the composition E04 which gave rise to two new compositions. The first composition with the addition of 10% alumina (E05) and a second with 10% quartz (E06). The E06 composition achieved the best translucency result according to optical analyzes. This formulation was tested for reflectance, transmittance and was analyzed microstructurally by means of a scanning electron microscope (SEM), and presented a behavior similar to the translucent ceramic mass, although it still presented a lower degree of translucency than this.