Quais materiais podem originar as bolhas nas porcelanas? Qual a influência da viscosidade na retenção dessas bolhas?
Passo 1
O enunciado pergunta quais materiais presentes na formulação ou no processo de fabricação de porcelanas podem gerar gases que formam bolhas durante a cozedura e como a viscosidade do vidro cerâmico influencia a retenção ou liberação dessas bolhas. Vamos usar conceitos de química dos materiais cerâmicos (decomposição térmica) e de reologia de vidros (viscosidade x migração de bolhas).
Passo 2
Materiais que podem originar bolhas em porcelana
- Compostos orgânicos residuais
– Ligantes e plastificantes (por ex. polímeros, celulose, álcoois) que, ao queimar, liberam, e outros gases. - Carbonatos e hidróxidos
– Carbonatos de cálcio e magnésio, p. ex.ou , se presentes como impurezas, decompõem-se segundo
– Hidróxidos como
liberam
na desidratação.
3. Sais solúveis e sulfatos
– Sulfatos (por ex. ) ou cloretos que, ao fundir, desprendem
,
ou
.
4. Umidade ligada na argila
– A água estrutural da caulinita e outros minerais é liberada como vapor próximo a °C
5. Carbono fixo (resíduos de carvão ou grafite)
– Se houver adição de minerais carbonáceos, gera e
ao oxidar
3. Sais solúveis e sulfatos
– Sulfatos (por ex.
4. Umidade ligada na argila
– A água estrutural da caulinita e outros minerais é liberada como vapor próximo a
5. Carbono fixo (resíduos de carvão ou grafite)
– Se houver adição de minerais carbonáceos, gera
Passo 3
Influência da viscosidade na retenção de bolhas
– Definição: viscosidade é a resistência ao escoamento do material vítreo fundido.
– Em altas temperaturas o vidro cerâmico tem baixa , o que facilita a subida e escape das bolhas para a superfície.
– Em temperaturas mais baixas ou em composições ricas em sílica, a é maior e prende as bolhas no interior, pois o arraste viscoso supera a força de empuxo.
– Critério de escape de bolhas de raio : velocidade de ascensão segundo a lei de Stokes
– Definição: viscosidade
– Em altas temperaturas o vidro cerâmico tem baixa
– Em temperaturas mais baixas ou em composições ricas em sílica, a
– Critério de escape de bolhas de raio
Logo, para
grande,
fica muito pequeno e a bolha não consegue migrar antes do resfriamento.
Resposta
Os principais materiais geradores de bolhas são compostos orgânicos (ligantes, plastificantes), carbonatos (por ex.
), hidróxidos, sais solúveis ou sulfatos e a umidade ligada às argilas. A viscosidade do vidro cerâmico controla a mobilidade das bolhas: baixa viscosidade (alta temperatura ou vidros mais fluidos) permite que as bolhas subam e escapem, enquanto alta viscosidade retém as bolhas no interior, gerando defeitos.