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Cerâmica

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by

Vinicius Gomes

on 26 September 2014

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Transcript of Cerâmica

O que é tratamento térmico?
É UM PROCESSO DA industria DE CERÂMICA QUE VISA A ELIMINAÇÃO DE IMPUREZAS E ÁGUA DO MATERIAL, DANDO AS PROPRIEDADES FINAIS DO PRODUTO. Este Pode ser divido em duas etapas: Sinterização e eletrofusão
Cerâmica Refratária
Curiosidades
Estabilidade mecânica?
Curiosidades - Meio ambiente
Adriana Marçal
Ana Carolina Rodrigues
David da Cruz Pinheiro
Larissa do Nascimento
Rhaíza De Oliveira
Vinicius Gomes


Outras aplicações
Aula de Processos Inorgânicos
Materiais refratários
Cerâmicos
Polímeros e metais
Processo produtivo
Obs: Os processos térmicos
O processo em si
Por trás do processo...
Meio ambiente
Aplicações
QIM271 - Professora Cinthya Helena
15121995
Bibliografia
SMITH, W. ; HASHEMI, J.; Fundamentos de engenharia e ciência de materiais; 5 edição; Volume único; editora bookman.
CALLISTER; W. D.; Ciência e tecnologia dos materiais: uma introdução; Mac Graw Hill editora; 1999; Portugal.
MOTTA; J. ; ZANARDO A. ; JUNIOR M.; As matérias primas cerâmicas. Parte I: O perfil principal das industrias cerâmicas e seus produtos. Revista Cerâmica Industrial; Divisão de Geologia do estado de São Paulo; Rio Claro – SP.
Materiais refratários. Disponível em <http://www.ifba.edu.br/metalografia/arq/mat_refra.pdf>. Acesso em 15/09/2014.
Associação Brasileira de Cerâmica. Disponível em <http://www.abceram.org.br/site/index.php?area=4&submenu=50>. Acesso em 20/09/2014
Questionário à respeito das propriedade e processos produtivos de cerâmicas refratárias. Disponível em http://www.4shared.com/web/preview/doc/fLs4GQ2F Acesso em 20/0/14.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Materiais Refratários. Disponível em: http://demec.ufpr.br/pesquisas/superficie/material%20didatico/tm815_Materiais_alta_temperatura/2010/Materiais_Refratarios_Eduardo.pdf. Acesso em: 18 de set. de 2014.
FUNDAÇÃO SANTO ANDRÉ. Processamentos de Polímeros. Disponível em: http://www3.fsa.br/mecanica/arquivos/09%20Polimeros.pdf. Acesso em: 20 de set. de 2014.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. Polímeros. Disponível em:http://paginapessoal.utfpr.edu.br/adalberto/materiais-de-construcao/polimeros/Polimeros_2.ppt/at_download/file. Acesso em: 20 de set. de 2014.
MONK, S. Projetos de Máquinas. 4ª edição. Bookman, São Paulo.
Matéria Prima
Argilas Refratárias
SÍLICO - ALUMINOSAS
(Al2O3 < 50%)
ALUMINOSAS
(AL2O3 > 50%)
SILICOSAS
(Si O2 > 90%)
MAGNESIANAS ou CROMÍTICAS
Caulinitica, Gibsitica e Bentonitas
Diásporo, Bauxita, Andalusita
e Silimanita
Quartzo, Gamisto e Terra Diatomácia
Magnesita, Dolomita e Cromita
Depuração
Moagem
Lavagem
Mistura e
compactação
Laminação
Principais aplicações: placas de concretos de fornos e churrasqueiras.
1. Argila refratária - Construção de fornos
Composição: alumina e sílica;
Temperatura máxima: 1587ºC


2. De sílica básica - teto em arcos de fornos
Composição: sílica
Resistência à escórias ácidas x Fragilidade à escórias básicas
Temperatura máxima: 1650ºC

3. Básicos - fornos de soleira aberta
para fabricação de aço
Composição: ricos em
Magnesita (MgO); Cromo, cálcio, ferro; Sílica.
4. Especiais - elementos de aquecimento por resistência elétrica, como os materiais usados em cadinhos, e em componentes internos de fornos.
Elementos inclusos: Alumina (Al2O3), Sílica (SiO2), Magnesita (MgCO3), Berília (BeO), Zircônia (ZrO2) e Mulita (3Al2O3-2SiO2)
- Indústria siderúrgica
Carro-torpedo
Panela de aço
Forno elétrico a arco
- Churrasqueiras
Eletrofusão ou
Calcinação
Fluxograma do Processo de produção de Refratários
Não Formados
Equipamento destinado à moagem de materiais cerâmicos via úmida em regime descontínuo. Com uma boca para carga e uma para descarga.
Moinho dertelos destinado a moagem por via seca e de forma contínua.
Aditivos
Tijolos de Sílica
Óxido de cálcio (CaO) e óxido de ferro (Fe2O3), promovem a ligação das fases e aceleram as transformações polimórficas (tridimita, cristobalita).
Moagem
Extrusão
Influência sobre a trabalhabilidade de concretos refratários de ultra-baixo teor de cimento
Fluxograma do Processo de produção de Refratários Formados
Martelete Pneumático
Prensagem
Aditivos para prensagem
1º etapa
Rearranjo das moléculas
2º etapa
o tamanho dos "pescoços" aumenta e a porosidade diminui
3 º etapa
Remoção total da porosidade por difusão
sinterizador
Quando a cerâmica possui certa quantidade de silício, se forma uma massa plástica vítrea
Plastificante - Agua
Ligante - Lignosulfatos de cálcio magnésio
Lubrificante - estearato
Eletrofusão
Secagem da água
temperatura de 50 a 100º C
Tipos de prensagem
Uniaxial
Bora pro segundo processo?
visão microscópica
Isostática
Ilustração do englobamento das partículas cerâmicas pelas reações com os aditivos
secador semi-contínuo
difusão dos pontos de contato
Retirada de ligantes
temperatura entre 100 e 200 ºC
retirada de hidrocarbonetos
temperaturas entre 200 e 300 ºC
Após o tratamento termico...

Produto Acabado
Matéria prima - Argila
"A cerâmica, por definição, é o material moldado e processado pela indústria que tenha como matéria prima a argila."
Argila Natural
Argila para grês
Altas concentrações de feldspato
Benotite
Argila encontrada em areas vulcânicas
Argila expandida
Capacidade de expansão em altas temperaturas
- Tipos de argila
Materiais Refratários
Características:

- Estabilidade química
- Estabilidade mecânica
- Estabilidade térmica
- Baixa condutividade
- Impermeavel
Gráfico: Condutibilidade Vs Temperatura
Tipos de materiais:

- Materiais Acídicos
- Materiais Básicos
- Refratários: Características
- Estrutura molecular
Lei entra em vigor em 1986.
Impactos na extração:
- Condições precárias para os trabalhadores.
- Riscos de desmoronamento e de silicose
- Degradação de ecossistemas e contaminação do lençol freático.
Estrutura em empacotamento
Intergranular
Intragranular
Possíveis formas de combater os problemas:
- Reutilização dos resíduos grosseiros em minas.
- Reaproveitamento da água.
- Utilizar o resíduo na produção de argamassa, tijolo ecológico e até tijolos cerâmicos
- Cumprimento da legislação.
- Treinar e capacitar os profissionais e empresas empreiteiras sobre segurança no trabalho e proteção ambiental.
Sinterização
Cerâmicas com silício
Eletrofusão
Impactos no beneficiamento:
- Resídos gerados descartados incorretamente.
- Poluição do ar.
- Consumo exagerado de água.
- Ruído, calor, poeira de sílica e vibração.
Metais
Metais de transição;
Resistentes ao calor e ao desgaste;
Ponto de fusão acima de 1800 ºC;
Alta densidade;
Baixas: ductilidade, condutividade e permeabilidade;
Estáveis quimicamente, dimensionalmente, mecanicamente e frente ao choque térmico;


Tântalo
PF a 3017 ºC;
Tantalonita;
Ligas de alto PF;
Alta ductilidade;
Filamentos de lâmpadas incandescentes.
Molibidênio
PF a 2623 ºC;
Molibdenita;
Ligas de alta resistência ao calor e à corrosão;
Peças de automóveis e avião.
Nióbio
PF a 2477 ºC;
Comoniobita (columbita), niobita-tantalita, pirocloro e euxenita/junto ao tântalo;
Superligas resistentes à combustão;
Motores de jatos e subconjuntos de foguetes.
Tungstênio
PF a 3422 ºC;
Volframite, scheelite, ferberite, stalzite e hubnerite;
Filamentos de lâmpadas incandescentes, válvulas eletrônicas e eletrodo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas).
outras eliminações que podem ser feitas na eletrofusão
Polímeros termofixos
Ligações poliméricas cruzadas;
Cristais amorfos;
Estrutura rígida e resistente;
Não podem ser derretidos.
Resinas Epóxi
Largamente utilizadas na engenharia civil;
Injeção em fissuras e trincas, união de aço e concreto para reforços, união de concretos de diferentes idades, argamassas de preenchimento e adesivos para união de argamassas e concretos em reparos.
Silicones
Precisam ser vulcanizados com peróxido orgânico;
Resistentes à água e ao intemperismo;
Resistentes elétrica, térmica e químicamente;
Juntas de dilatação em concreto, vedação de esquadrias de alumínio, louças sanitárias e janelas e fabricação de tintas.
A cerâmica é a mais antiga das indústrias!!
Nasceu no momento em que o homem começou a utilizar o barro endurecido pelo fogo, esse processo de endurecimento, obtido casualmente, multiplicou-se e evoluiu até hoje.

Foram encontrados em sítios arqueológicos no Japão resquícios de Cerâmica condizentes ao tempo de oito mil anos.

Nas tumbas dos faraós do Antigo Egito, as vasilhas de cerâmica armazenavam óleos, vinhos e perfumes para fins religiosos como, por exemplo, os rituais
As indústrias costumam reaproveitar os resíduos, utilizando as cinzas como aditivo no produto final, o que garante maior estabilidade mecânica
Atualmente estuda-se a possibilidade de utilizar resíduos da produção do petróleo para produzir cerâmica
(W)
Rênio
(Re)
PF a 3180 ºC;
Molibdenita e columbita-tantalita. Raro;
Alta resistência ao desgaste e à corrosão;
Filamentos em espectrógrafos de massa, contatos elétricos em detectores de íons e fios para lâmpadas "flash";
Ligas com tungstênio para medição de temperaturas acima de 2200 ºC;
(Ta)
(Mo)
(Nb)
Enchimento
Adição de materiais inorgânicos, tais como: carvão, grafite, talco, fibra de vidro picada e pós metálicos.
Aumenta:
Resistência física;
Resistência à temperatura;
Rigidez.
Dificulta:
Fabricação;
Moldagem do material.
(Polidimetil-siloxano)
Metais refratários são muito utilizados em peças de equipamentos que trabalham em altas temperaturas, como em carros, aviões e foguetes, por exemplo.
Resinas epóxi são utilizadas também na pintura de oleodutos, a fim de protegê-los da corrosão causada pela água do mar.

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