Influence of the Heating Rate on the Phase and Microstructural Transformations of Smectite Clays

Abstract

Clays are very important raw materials in the manufacturing of traditional ceramic products. The present study was intended to study the phase transformations of smectites submitted to thermal treatment in conventional stove, applying slow and fast cycles. We used three clays, two national and one imported, which were beneficiated and characterized by mineralogical analysis. Later, they were submitted to a thermal treatment at 1100, 1200 and 1250°C, with heating rate of 5 and 30°C/min, remaining under the maximum temperature for 60 minutes. We observed the presence of mullite peaks starting at 1100°C for all samples. It was verified that the sample with the highest alumina/silica ratio presented more intense mullite peaks, and the sample with the high MgO content, besides the mullite phase, also formed cordierite.

Avaliação de novos depósitos de argilas provenientes da região sul do Amapá visando aplicação na indústria cerâmica

“…Esses resultados foram similares com os de absorção de água para argilas refratárias reportados na literatura [36,37]. A Fig.…”

Estudo de novas ocorrências de argilas plásticas (ball clays) do nordeste do Brasil para uso em cerâmicas refratárias

“…Essa é uma característica importante para o tratamento térmico das argilas, pois quanto menor o tamanho de partícula maior a área específica e energia superficial, o que favorece a cinética das reações. Essas diferenças entre argilas plásticas foram observadas em outros trabalhos [2,22,23].…”

“…Através da análise dos difratogramas, observa-se que a fase majoritária foi a mulita (JCPDS 79-1276); também foram encontrados picos característicos da cristobalita (JCPDS 76-0940) e quartzo (JCPDS 46-1045). Esses resultados são similares aos encontrados em [16,22].…”

“…5 também ilustra os valores de porosidade aparente dos corpos cerâmicos queimados. Observando os resultados, verifica-se que os valores de porosidade aberta das peças cerâmicas vão decrescendo (dando lugar a uma porosidade fechada fina) com o aumento da temperatura principalmente acima de 1250 °C; esses resultados corroboram com os de absorção de água e estão de acordo com a faixa de valores reportados na literatura para argilas refratárias [22,25]. A Fig.…”

“…Alguns trabalhos [27,28] têm mostrado que a resistência mecânica de peças cerâmicas depende da presença de agulhas de mulita e partículas de quartzo de alta resistência envolvidas pela matriz vítrea, pois essas atuam como inclusões, causando deflexão no trajeto das trincas. Segundo pesquisas [13,15,19,22,[29][30][31], quando se trabalha com síntese de mulita, tem-se observado que o tamanho e entrelaçamento das agulhas de mulita e a acomodação e forma dos cristais são fatores fundamentais que influenciam no comportamento mecânico. O comportamento físicomecânico dessas amostras está compatível com os dados de composição química, mineralógica e refratariedade (cones pirométricos superiores a 32), pois se tratam de silicatos com baixo teor de fundentes, sendo, portanto, adequadas para o uso em cerâmica refratária.…”