This study aims a reasoned study on the physical, chemical, mineralogical and
microstructural characterization of four clay raw materials of the state of Sergipe, three
of them never previously studied and evaluates its potential for use in the production of
ceramic tiles. We analyzed the influence of process variables granulometry, pressing,
ceramic formulation, heating rate and maximum firing temperature for the densification
of the material. For this, the clays were characterized by X-ray diffraction, X-ray
fluorescence spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric
and differential thermal analysis, particle size distribution, dilatometry, Atterberg limits,
water absorption, modulus of rupture in bending and linear firing shrinkage. Calcite
concentrations were detected between 1.1 and 13.7%, depending on the origin of the
raw material. This information is crucial for adjustments in the firing cycle and predicts
the minimum energy for the sintering occurs. The microstructure was investigated by
scanning electron microscopy and from the results it was possible to confirm the
correlation between the liquid phase formation and porosity reduction in the ceramic
bodies sintered at 1150 °C. The determined activation energy in final sintering stage
showed that, as it decreases the calcium carbonate content combined with the increase
of flux material content, the sintering occurs at lower temperatures, resulting in lower
energy costs in the process of production. / O presente trabalho tem como objetivo um estudo fundamentado na caracterização
física, químico-mineralógica e microestrutural de quatro matérias-primas argilosas do
estado de Sergipe, sendo três nunca estudadas anteriormente, e avaliar suas
potencialidades para aplicação na produção de revestimentos cerâmicos. Analisou-se a
influência das variáveis de processo granulometria, prensagem, formulação da mistura
cerâmica, taxa de aquecimento e temperatura máxima de queima sobre a densificação
do material. Para isso, as argilas foram caracterizadas por difração de raios X,
fluorescência de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com
transformada de Fourier, análises termogravimétrica e térmica diferencial, distribuição
de tamanho de partículas, dilatometria, limites de Atterberg, absorção de água, módulo
de ruptura à flexão e retração linear de queima. Foram detectadas concentrações de
calcita entre 1,1 e 13,7%, a depender da origem da matéria-prima. Esta informação é
determinante para ajustes no ciclo de queima e previsão da energia mínima para que a
sinterização ocorra. A microestrutura foi investigada por microscopia eletrônica de
varredura e através dos resultados foi possível confirmar a correlação entre a formação
de fase líquida e a redução de porosidade nos corpos cerâmicos sinterizados a 1150 oC.
As energias de ativação determinadas no estágio final de sinterização mostraram que, à
medida que se diminui o teor de carbonato de cálcio combinado com o aumento do teor
de materiais fundentes, a sinterização ocorre em temperaturas mais baixas, resultando
em menores gastos energéticos no processo de produção.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/3466 |
| Date | 25 July 2016 |
| Creators | Santos, Cochiran Pereira dos |
| Contributors | Macedo, Zélia Soares |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFS, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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