Resumo Cerâmicas de boa qualidade têm alto custo, o que limita o seu uso em países em desenvolvimento. Este trabalho foi dedicado a preparar cerâmicas à base de anortita de boa qualidade e baixo custo. A composição proposta foi de 80% em massa de caulim (tipo DD2) e 20% em massa de óxido de cálcio (CaO). A escolha destas matérias-primas foi determinada pela sua abundância natural e associada a um sistema de moagem modificado, considerado aqui como outra vantagem. Estudos anteriores mostraram que um sistema de moagem multidireccional vibratório, que utiliza distribuição bimodal de elementos de moagem de cerâmica resistentes, foi aplicado com sucesso para a obtenção de pós finos. Foi investigada a influência da temperatura de sinterização no intervalo de 800 a 1100 °C na porosidade e no tamanho médio dos poros (APS). Os valores de APS e porosidade das amostras sinterizadas a 950 °C obtidos foram 1 μm e 4%, respectivamente. Os melhores valores de microdureza Vickers e resistência à flexão em 3 pontos para as amostras sinterizadas foram de 7,1 GPa e 203 MPa, respectivamente. Finalmente, a evolução da fase cristalina durante o tratamento térmico foi investigada por técnicas de difração de raios X, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura.

Abstract Good quality ceramics costs a lot that has limited their use in developing countries. This work was devoted to prepare low-cost and good quality anorthite based ceramics. The proposed composition was 80 wt% kaolin (DD2 type) and 20 wt% calcium oxide (CaO). The choice of these raw materials was dictated by their natural abundance coupled with a modified milling system, as another interesting advantage. Previous studies have shown that a simple vibratory multidirectional milling system using bimodal distribution of highly resistant ceramic milling elements has been successfully applied for obtaining fine powders. The influence of the relatively lower sintering temperature, ranging from 800 to 1100 °C, on the porosity and the average pore size (APS) have been investigated. The APS and the porosity values of samples sintered at 950 °C were about 1 μm and 4%, respectively. The best Vickers microhardness and 3-point bending strength values for these sintered samples, using this proposed milling system, were 7.1 GPa and 203 MPa, respectively. Finally, the crystalline phase evolution during heat treatment was investigated by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy techniques.

Resumo Neste trabalho é mostrada a preparação de cerâmicas à base de anortita usando um sistema de moagem modificado e 80% em massa de caulim (tipo DD2) e 20% de óxido de cálcio obtidos de CaCO3. Estas matérias-primas foram escolhidas devido às suas abundâncias naturais. Estudos prévios mostraram que um sistema simples de moagem vibratória multidirecional usando uma distribuição bimodal de cerâmicas de alta resistência pode ser usado com sucesso para obtenção de pós finos. As amostras preparadas foram sinterizadas em diferentes temperaturas variando entre 800 e 1100 °C. Observou-se que a densidade das amostras sinterizadas a 900 °C por 1 h com taxa de aquecimento de 5 °C/min foi de cerca de 96% da densidade teórica da anortita (2,75 g/cm3). As amostras preparadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia Raman.

Abstract In this work, the preparation of anorthite based ceramics using a modified milling system and 80 wt% kaolin (DD2 type) and 20 wt% calcium oxide extracted from CaCO3 is shown. The choice of these raw materials was dictated by their natural abundance. Previous studies have shown that a simple and vibratory multidirectional milling system using a bimodal distribution of highly resistant ceramics can be successfully used for obtaining fine powders. The prepared samples were sintered at different temperatures ranging between 800 and 1100 °C. It has been found that the relative density of samples sintered at 900 °C for 1 h with a heating rate of 5 °C/min was about 96% of the theoretical density of anorthite (2.75 g/cm3). Finally, the prepared samples were also characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Raman spectroscopy.