Quais componentes presentes nas massas cerâmicas aumentam ou diminuem seu índice de plasticidade?

Al2O3

TF= 2030°C

Principal elemento de todas as argilas e vidrados.

Material altamente refratário, ou seja, não altera sua forma quando submetido a temperaturas elevadas. Alumina e caulim (50:50) misturadas com água, podem ser pinceladas nas prateleiras do forno para protegê-las de escorrimentos.

Nos vidrados, a alumina aumenta a viscosidade, dureza e resistência às tensões, impedindo o seu escorrimento. Produz superfície mate quando adicionada em quantidades elevadas, impedindo inclusive a fusão do vidrado.

Adicionada nas massas, a alumina aumentará a temperatura de fusão.

Al2O3.2SiO2.2H2O

TF= 1300-1650ºC

A argila é silicato hidratado de alumínio e contém alumina (parte plástica) e sílica (parte antiplástica) podendo ser fonte destes materiais para massas cerâmicas e vidrados. Quando as argilas são excessivamente plásticas (ou gordas) é porque são ricas em alumina e devem ser equilibradas com substâncias desengordurantes como quartzo, chamote, feldspato, caulim. Ao contrário, quando são demasiadamente magras, ou seja, ricas em sílica, podem ser equilibradas com outras argilas mais plásticas como a Ball Clay.

Barbotina é argila em suspensão líquida.

Ball Clay ou Argila de Bolas
Argila muito plástica (gorda) que é geralmente adicionada em outras argilas justamente para aumentar a plasticidade e é excelente para usar em vidrados.

Usualmente de cor clara é uma boa base para engobes coloridos.

Basalto
Uma rocha de lava vulcânica usada em vidrados que fundem a temperaturas do grés. Usado como base do vidrado tenmoku.

Bentonita

Al2O3.4SiO2.9H20

TF= 1300ºC

Argila vulcânica decomposta pelo tempo. Material altamente plástico: incrementa a plasticidade das massas cerâmicas (usar até 5%). Nos vidrados, suspende as partículas evitando sua sedimentação (usar até 3%).

Na2O.2B2O3

TF= 741ºC

Poderoso fundente de baixa temperatura para vidrados; usado como substituto do chumbo. Utiliza-se tanto cru como em frita. Na forma crua, é solúvel em água, absorve muita umidade (higroscóspico) e respinga no forno. Deve ser previamente queimado a 300°C (subir 100°C a cada hora) devendo ser armazenado em lugar bem seco, ser usado logo após a formulação e não deve ser aplicado em argila no ponto de couro. Cuidado: pode causar lixiviação do solo.

Na forma de frita, torna-se insolúvel em água sendo, portanto mais estável.

CaCO3

TF= CaO= 2570ºC

A calcita é a forma mais comum e disseminada de carbonato de cálcio e é o componente principal de mármores e outras pedras calcárias. É a principal fonte de óxido de cálcio (CaO); em vidrados de alta temperatura atua como fundente secundário, produzindo vidrados mates. Devido a liberação de gás carbônico, deve ser calcinado para não “empolar” os esmaltes de baixa temperatura.

Em massas cerâmicas de baixas temperaturas, em teores de até 30%, proporciona corpos de elevada porosidade e portanto baixa resistência mecânica, contudo, tem a vantagem de apresentar corpos de baixa contração linear na queima. Em temperaturas altas age como fundente secundário, produzindo corpos vítreos e semivítreos (fundentes abaixam o ponto de vitrificação reduzindo a porosidade).

Whiting ou Branco de Espanha é carbonato de cálcio originário de conchas. (ossos são fonte de fosfato de cálcio)

Wollastonite ou silicato de cálcio ( CaO SiO 2 ) pode substituir o whiting nos vidrados, produzindo cristais, opacificando-os e diminuindo pinholes.

Curiosidades :

- O calcário se dissolve com certa facilidade na água carregada de gás carbônico (CO 2) originando grutas, estalactites e estalagmites.

- O calcário litográfico tem um grão finíssimo e uma cor branca amarelada que caracteriza a paisagem da região (Solnhofen, Alemanha)

- Durante o século XIX, iniciou-se na Inglaterra, a utilização de calcários para obtenção de cimento , o principal material aglomerante usado na construção civil. Para obtê-lo, deve-se queimar, em grandes fornos horizontais, uma mescla de calcário, argila e certos elementos corretores, até que se formem bolas denominadas clinker que, trituradas dão origem ao cimento. Mesclado com água e depois em contato com o ar ou com a água endurece (frágua).

Massa autofraguante : 40% ou 8 partes de argila, 35% ou 7 partes de areia, 25% ou 5 partes de cimento. Misturar os pós e acrescentar + 30% de água. Depois de pronta, molhar a peça, com mangueira, por 10 dias.

A obtenção de cal (óxido de cálcio = CaO) ocorre em fornos que transformam a calcita (carbonato de cálcio) e as vezes, a dolomita (carbonato de magnésio) em cal virgem (óxido de cálcio e óxido de magnésio), com posterior hidratação, no caso da cal hidratada (hidróxido de cálcio e magnésio). A cal é utilizada para pintar e desinfetar há séculos.

Argamassa é uma mistura de cimento portland, cal hidratada, areia e água.

- Gesso ou gipsita é sulfato de cálcio (não é matéria-prima cerâmica).

BaCO

TF= BaO = 1923ºC

Fundente secundário. Nos vidrados, diminui o coefiente de dilatação térmica (diminui o craquelê) em comparação com os outros fundentes alcalinos mais enérgicos como o sódio e o potássio. Algumas fritas alcalinas misturam BaCO por esta razão.

Em vidrados de alta temperatura (grés e porcelana) produz uma superfície mate e pode alterar a cor do cobre, produzindo tons azuis.

É muito tóxico se inalado ou ingerido: o carbonato de bário é insolúvel em água mas solúvel nos ácidos estomacais. (ver Tóxicos Cerámicos, de J.F.Chitti)

Li2CO3

TF=Li 2O= 1727ºC

Fundente em vidrados de alta temperatura, é o mais insolúvel dos carbonatos de metais alcalinos (tende a craquelar menos que o sódio e o potássio). Na presença de cobre produz tons azulados semelhantes aos obtidos com vidrados contendo BaO.

Carbonato de Magnésio
Fundente secundário de alta temperatura que produz uma superfície mate acetinada (=semi-mate) quando usado em quantidades até 10%. Em excesso, o vidrado poderá apresentar bolhas e sinais de fervura. Em baixas temperaturas (até 1160 O C) atua como opacificante.

Na2CO310H2O ou
Na2CO3 (forma anidra)

TF= 851ºC

Introduz óxido de sódio nos vidrados que é um poderoso fundente de baixa temperatura. Eleva o coeficiente de dilatação térmica resultando em esmaltes craquelês. Com óxido de cobre, favorece o desenvolvimento de turquesas. Muito solúvel em água (use com pouca água e bastante CMC) com liberação de calor.

Não confundir com soda caústica (=hidróxido de sódio) usada na fabricação de sabão.

Al2O3.2SiO2.2H2O

TF=1300 - 1650ºC

Argila residual primária, é muito utilizado na produção de massas brancas e de largo alcance de temperatura (aumenta a refratariedade das massas) .

Também é usado em massas de baixa temperatura (louças) para reduzir a taxa de encolhimento na secagem de argilas muito plásticas como a Ball Clay.

Importante fonte de alumina e sílica na elaboração de vidrados, atuando como estabilizante. Em maiores quantidades produz vidrados mates.

Chamote ou Grog
Argila já queimada e moída em vários tamanhos de grãos. Fornece estabilidade às massas cerâmicas e facilita a secagem por igual reduzindo o encolhimento e o empenamento (como já foi queimado, o chamote é inerte).

3CaO.P205

TF= 1670 oC

Obtém-se através da calcinação de ossos de animais.

Em vidrados de alta temperatura, é um fundente secundário e pode ser usado como agente opacificador, em substituição ao oneroso SnO 2.

Um esmalte clássico de cinzas compõem-se de: 2 partes de cinza, 2 partes de feldspato, 1 parte de argila (queimar a 1250°C)

Na bone china (porcelana de ossos) atua como fundente e forma um corpo cerâmico translúcido. Receita de porcelana de ossos: 2 partes de cinza de ossos calcinada, 1 parte de caulim, 1 parte de feldspato (queimar a 1250°C)

Cinzas Vulcânicas ou Pedra Pomez. Mineral similar ao feldspato usado em massas cerâmicas e esmaltes. Contém álcalis, óxido de ferro, alumina e sílica.

2CaO.3B2O3.5H2O

TF= B 2O 3 = 450 oC

Também é fonte de CaO. É importante como material para vidrados, pois é a única fonte natural de óxido de boro insolúvel (as fritas são industrializadas). Atua como fundente em esmaltes de baixa temperatura em função do baixo ponto de fusão do B 2O 3, substituindo o óxido de chumbo.

Corantes
Os corantes cerâmicos são misturas de óxidos metálicos e sais complexos submetidos a temperaturas entre 700 e 1400°C durante 16 ou até 48 horas, dentro de caixas refratárias. Após o processo, esses materiais transformados em um composto de estrutura mineralógica diferente, são lavados e moídos novamente. Esse composto tem como vantagem a estabilidade tanta da cor quanto da fusibilidade, garantindo assim, que o produto acabado sempre corresponda ao padrão estabelecido. Os corantes são usados em teores de 5 -10% e são miscíveis entre si.

K2O.Al2O3.8SiO2

TF=

Composto de feldspato, quartzo, mica, fluorita e fundentes como soda, potássio e cálcio é um granito decomposto. Usado como alternativa para o feldspato em massas cerâmicas e vidrados, contudo é menos fundente porque contém mais sílica. Também é usado para clarear (branquear) as massas cerâmicas e vidrados porque é quase livre de impurezas como o ferro.

SnO2

TF= 1900ºC

Óxido metálico, um dos mais eficientes opacificantes. Ajuda na estabilização de vidrados e é recomendado na obtençãode vermelhos de cobre em redução.

MnO2

TF= 1100ºC

Corante. Produz marrom em oxidação. Em bases alcalinas e na presença de zircônio pode produzir tons de rosa, combinado com cobalto apresenta tom violeta. Obtêm-se pretos na mistura com cobalto e ferro.

TiO2

TF= 1850ºC

Produz tonalidades branco/cremes e pode ser usado como opacificante.

CaCO3.MgCO3

TF=

Fonte de cálcio e magnésio. Usado como fundente secundário em alta temperatura. Entre 10 e 20%, produzirá uma superfície mate sedosa. Pode atuar como opacificante, obtendo-se uma superfície lisa e delicada característica dos vidrados de magnésio.

Feldspato
Mineral procedente da composição do granito, é normalmente uma mistura em diversas proporções de alumino-silicatos de potássio, de sódio, de cálcio, de lítio e ocasionalmente de bário e de césio. Como matéria-prima é a principal fonte de alumina e sílica . Em baixa temperatura se comporta como refratário, reduzindo o encolhimento da massa e acima de 1200°C é o p rincipal fundente. Dividem-se conforme o principal, mas não único, tipo de fundente: potássio, sódio, cálcio ou lítio.

Li2O.Al2O3.4SiO2

TF= 1240ºC

Possui a função dos outros feldspatos, porém pode ser boa fonte de Li 2O. Em vidrados de alta temperatura produz tons azulados de cobre semelhantes aos obtidos em vidrados alcalinos à base de bórax ou carbonato de sódio.

K2O.Al2O3.6SiO2

TF=1250ºC

O feldspato potássico e o feldspato sódico são os mais utilizados em formulações de massas cerâmicas e de vidrados.

Na2O.Al2O3.6SiO2

TF=1170ºC

O sódico abaixa o ponto de fusão das massas cerâmicas e dos vidrados, provocando, também, leve alteração na coloração dos vidrados.

Filito
Tem “in natura” diversas colorações: branco, creme, rosado, roxo, cinza e preto. O filito é utilizado na indústria cerâmica como fundente na fusão da massa cerâmica, aumentando a resistência mecânica dos revestimentos cerâmicos e também em alguns casos, é responsável pela cor de queima. Substitui com vantagens econômicas, o feldspato. Entre outras características do filito estão a boa homogeneidade, baixa higroscopia e sinterização a baixa temperatura.

CaF2

TF=

Vigoroso fundente de vidrados. Como é volátil, pode causar borbulhas na superfície de vidrados de baixas temperaturas.

Molochite
China clay calcinada usada como chamote branco em massas brancas oucomo substituto da argila em engobes para reduzir o encolhimento.

K2O.3Na2O.4Al2O3.9SiO2

TF= 1150 a 1200ºC

É um feldspato norte-americano com alta proporção de sódio e potássio e menor proporção de sílica, sendo utilizado em massas e vidrados para diminuir a temperatura de maturação. Pode ser substituído por uma combinação de 80% de feldspato sódico (albita) e 20% de frita alcalina.

Óxido de Bário
É um material refratário usado como fundente secundário em altas temperaturas em quantidade de até 10%. Em quantidades de cerca de 20% produz uma superfície mate. É introduzido na forma de carbonato de bário.

Óxido de Boro
É um poderoso fundente e pode ser usado em vidrados de baixa e de alta temperatura. Intensifica os óxidos colorantes de forma semelhante ao sódio e potássio. Contudo, ao contrário destes, reduz o coeficiente de expansão (diminui o craquelado).
O bórax é muito higroscópico (absorve umidade) dificultando a repetição de vidrados, por isso, deve ser introduzido nas suas formas insolúveis: frita borácica ou colemanita.

Óxido de Chumbo (extremamente tóxico)
Pode ser usado em temperaturas até 1200°C, acima deste limite torna-se volátil. O óxido de chumbo foi indiscutivelmente o fundente mais usado desde sua descoberta na Mesopotâmia a cerca de 2000 aC.
O óxido de chumbo tem uma boa resposta a cor dos óxidos colorantes e tem um baixo coeficiente de expansão (craquela menos que as fritas alcalinas). Contudo, há uma grande desvantagem: o chumbo é extremamente tóxico.

CoO

TF= 1805ºC

Agente colorante produz diversos tons de azul, tanto em oxidação quanto em redução. Usar entre 0,5 e 1,5%. Carbonato de Cobalto(CoCO 3) é uma das fontes de óxido de cobalto.

CuO/Cu2O

TF= 1148ºC/1235ºC

Apresenta-se em 2 formas: óxido cúprico ou cobre II (CuO) e óxido cuproso ou cobre I (Cu 2O), sendo CuO sua forma mais comum. Em oxidação produz ampla faixa de tons verdes. Com bases alcalinas pode-se obter azul turquesa e em redução (entre 3-5%) produz vermelho conhecido como sangue de boi. A presença de SnO 2 e pequenas quantidades de óxido de ferro vermelho facilitam a formação dessa cor. Carbonato de Cobre (CuCO 3) é uma das fontes de óxido de cobre.

Cr2O3

TF= 3000ºC

Agente colorante, produz tons de verde (com estanho pode-se obter tons de rosa).

Fe2O3/FeO

TF= 1565ºC/1420ºC

Um dos principais corantes utilizados em cerâmica. Apresenta-se sob duas formas: óxido de ferro vermelho (Fe 2O 3, óxido férrico ou óxido de ferro III) e óxido de ferro preto (FeO, óxido ferroso ou óxido de ferro II). Em oxidação apresenta cores do amarelo ao marrom escuro. Em redução, Fe III pode formar celadons (verde-acinzentados) na forma de Fe II. Em vidrados de alta temperatura forma vermelhos a marrons/pretos (tenmoku).

NiO

TF=1960ºC

Usado como agente colorante, produz marrons e verdes acinzentados. Em redução tende a formar tons cinzas e em oxidação, na presença de magnésio, cores cremes e marrons pálidos.

ZnO

TF= 1360ºC

Considerado fundente secundário. Em grandes quantidades pode atuar como opacificante. Em vidrados com baixa quantidade de alumina produzirá cristais.

ZrO2

TF= 2690ºC

Ótimo opacificante, sendo mais barato que o SnO 2. Ultrox (silicato de zircônio, ZrO 2.SiO 2) também pode ser utilizado.

Refratários - Materiais com alto teor de alumina e sílica que devido a seu alto ponto de fusão, são resistentes a temperaturas muito altas, sendo usados em prateleiras e acessórios para o forno. Fire Clay é argila refratária, usada como argamassa na construção de fornos.

FeTiO3

TF= 1850ºC

Fonte de titânio, apresenta ferro como impureza. Produz tonalidades que vai do creme ao bronze, em oxidação. Em redução, pode produzir branco azulado. Também é utilizado na obtenção de vidrados rústicos com pintas e manchas.

SiO2

TF= 1725ºC

Principal agente vitrificante. Encontrada em argilas, feldspatos e cinzas de madeira. Cuidado: risco de silicose se inalado cronicamente.

Quartzo é a forma mais comum de sílica. Fundentes são empregados para baixar seu ponto de fusão. Aumentando a quantidade de sílica, obtêm-se vidrados mais refratários. Nas massas, facilita a secagem e a liberação de gases na queima. Cristaliza de forma diferente dependendo da temperatura. Rebaixa a plasticidade.

Flint é uma rocha, que calcinada e moída, é um material altamente refratário que fornece sílica em massas cerâmicas e vidrados.

Cristobalita é uma forma queimada e moída de sílica usada para aumentar aresistência a rachaduras em engobes.

Carbeto de Silício (SiC) ou Silicon Carbide - material refratário e duro, usado na fabricação de prateleiras para o forno. Na quantidade de 0,5 a 1% (grãos fino) produz redução local em vidrados em fornos elétricos (vermelhos de cobre) e acima de 2% (grão grosseiro), efeito cratera com borbulhas do tipo lava.

3MgO.4SiO2

TF=1490ºC

Mineral fonte de magnésio. Como fundente, contribui para a obtenção de superfícies mates em vidrados de alta temperatura e aumenta a resistência ao craquelado (reduz o coeficiente de dilatação térmica). Pode inibir a ação do óxido de cobalto. Nas massas cerâmicas também atua como fundente, diminuindo a porosidade e é especialmente usado para fazer panelas (aumenta resistência a choques térmicos).