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CAPÍTULO VII

POROSIDADE E DENSIDADE DE MATERIAIS CERÂMICOS

Estrutura e Propriedades de Materiais Cerâmicos Capítulo VII: Propriedades Físicas Prof. Angelus G. P. da Silva

POROSIDADE E DENSIDADE DE MATERIAIS CERÂMICOS
Algumas propriedades dos materiais cerâmicos estão relacionadas à densidade e à existência de poros em sua estrutura. Este assuntos serão vistos a seguir:

7.1.Porosidade
O método de fabricação de materiais cerâmicos (sinterização) caracteriza-se por produzir estruturas contendo poros. Estes poros desempenham papel importante. Em algumas ocasiões, os poros são desejáveis. Por exemplo, poros devem existir em azulejos para promover sua fixação às paredes através do cimento. Em outras, os poros promovem apenas a queda da resistência mecânica. Em decorrência daexistência de poros, a densidade dos materiais e os métodos mais usados para sua determinação devem levar em consideração levar em consideração este fator. 7.1.1. Tipos de Porosidade Considere uma estrutura contendo poros. Ela é constituída por uma fração sólida, que pode consistir de uma ou de várias fases e de espaços vazios, os poros. Estes poros podem ou não estar em contato com a superfície domaterial. Ou seja, eles podem ter conexão com exterior. Isto é importante, pois poros conectados com a superfície são condutores de material entre o interior e o exterior da estrutura. Por exemplo, umidade pode ser conduzida para o interior da estrutura e dissolver a fase sólida. Este é um problema relacionado a uma falha em produtos de cerâmica vermelha denominada eflorescência. Poros conectados àsuperfície são mais prejudiciais à resistência mecânica, visto que muitas fraturas têm início em falhas estruturais superficiais, tais como poros. Os poros conectados com a superfície são denominados abertos Poros não conectados com a superfície são denominados fechados, mesmo que eles sejam conectados internamente. Poros fechados podem ser causados pelo fechamento de poros abertos, devido àevolução da sinterização, ou podem ser causados pela evolução de gases da fase sólida e estes gases não conseguem sair da estrutura. Estes últimos tendem a assumir forma esférica. No decorrer da sinterização, a porosidade, que no início era toda praticamente aberta, vai diminuindo de volume e certas conexões entre poros desaparecem. Os poros vão se isolando. A conexão com o exterior tende adesaparecer. Os últimos poros da estrutura são fechados, ou seja, uma estrutura que não aparenta possuir poros na superfície pode possuir uma quantidade significativa de poros fechados. A Figura 7.1 ilustra uma estrutura na qual são vistas a fase sólida e as porosidades aberta e fechada. O volume total da estrutura é a soma dos volumes do sólido, dos poros abertos e dos poros fechados V = VS + VPA + VPF (1)em que VS é o volume da fase sólida, VPA é o volume dos poros abertos e VPF é o volume dos poros fechados. Devido a sua importância para alguns produtos cerâmicos, a porosidade é representada através de determinados parâmetros. • Absorção de água: quando em contato com líquidos, a estrutura tende a absorvê-los devido a forças de capilaridade. A absorção de água é definida como o ganho percentualde massa que tem a amostra, quando absorve o máximo de água. Sua determinação é feita medindose o peso da amostra seca e em seguida mergulhando-a em água por certo tempo. Neste período, a água inunda os poros abertos. A amostra é suspensa e a água que escorre em sua superfície é seca por pano úmido. Supõe-se que toda a água nos poros abertos permanece lá.

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Estrutura e Propriedades deMateriais Cerâmicos Capítulo VII: Propriedades Físicas Prof. Angelus G. P. da Silva O peso da amostra com água absorvida é determinado. A absorção de água é calculada através de P − PA AA = U 100 (2) PA onde PA é o peso da amostra seca e PU é o peso da amostra úmida, com água absorvida. • Porosidade aparente: é definida como o percentual volumétrico de porosidade aberta existente na amostra. Sua...
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