Sinterização de porcelanatos com fluxo viscoso: Uma revisão
Chiara Zanelli, Matteo Ardit, Sonia Conte, Roberto Soldati, Giuseppe Cruciani, Michele Dondi
Resumo
Os porcelanatos, como todos materiais porcelânicos, são sinterizados por vitrificação sob fluxo viscoso de uma fase líquida abundante formada em altas temperaturas. Este processo deve ser mantido sob controle rigoroso para se obter as propriedades desejadas dos produtos finais e para prevenir os defeitos induzidos pela piroplasticidade. Principalmente para placas de grandes formatos, onde a produção prima por uma densidade uniforme das placas e por mínima deformação à alta temperatura. Este trabalho faz uma revisão crítica do estado da arte da sinterização de porcelanatos e dos desafios para o desenvolvimento de placas de grande formato. Será discutido o nível de conhecimento nos distintos fenômenos envolvidos na sinterização com fluxo viscoso, diferenciando-se entre o que já é conhecido, o que é reconhecido, mas ainda necessita completo entendimento, e o que pode aparecer de uma compreensão mais profunda. Fatos conhecidos: a evolução da microestrutura e da composição de fases durante a queima é bem conhecida, e os modelos fenomenológicos têm sido desenvolvidos para a densificação por fluxo viscoso de porcelanatos. Os efeitos combinados da viscosidade da fase líquida e do teor de sólidos sobre a piroplasticidade foram revelados. É conhecida a forma como a razão Na/K e outras relações químicas da composição dos porcelanatos afeta a cinética de sinterização. Também foi reconhecido o papel da cristalização/dissolução da mulita e da transição do quartzo alfa para beta sobre as propriedades tecnológicas. Os fatos não tão conhecidos: alterações dinâmicas na composição e nas propriedades físicas da fase líquida durante a queima são previstas, mas a vitrificação e a sinterização reativa ainda não foram modeladas. Há incertezas em relação ao efeito real dos cristais suspensos no meio líquido sobre a cinética de sinterização e sobre a piroplasticidade em função de sua forma e distribuição de tamanho variáveis. São obscuros o efeito da porosidade inicial sobre o grau e cinética de densificação, a homogeneidade e a miscibilidade das fases líquidas, a solubilidade de gás na fase líquida na maior temperatura de queima (e seu papel na porosidade fechada e no inchamento), a dependência da razão Fe2+/Fe3+ sobre a temperatura e sua consequência sobre a viscosidade da fase líquida. O que é desconhecido: a modelagem das curvas de densificação e a predição das propriedades físicas dos porcelanatos, por cálculos computacionais, pode prefigurar o papel de outras variáveis ainda não consideradas. A extensão de tais esforços de modelagem da escala laboratorial para a industrial pode revelar a ocorrência de efeitos de escala, principalmente para o caso de placas grandes e para distintas técnicas de formação. Uma melhor compreensão de aspectos cinéticos resultantes da convolução de vários fatores pode revelar resultados inesperados, tais como efeitos de memória das matérias-primas ou características microestruturais.
Palavras-chave
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