Sinterização e propriedades dielétricas de uma porcelana técnica preparada a partir de matérias-primas naturais de baixos custos

In this study, the production of a technical porcelain, for the ceramic dielectric applications by using economical natural raw materials, was investigated. The basic porcelain composition was selected consisting of 30 wt% kaolin, 45 wt% potash-feldspar and 25 wt% quartz. The obtained phases in the sintered samples were investigated by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy analysis, and scanning electron microscopy images. It has been confirmed by these techniques that the main crystalline phases were quartz and mullite. Dielectric measurements of technical porcelains have been carried out at 1 kHz from room temperature to 200 °C. The dielectric constant, loss factor, dielectric loss tangent, and resistivity of the porcelain sample sintered at 1160 °C were 22-25, 0.32-1.80, 0.006-0.07, and 0.2-9 x 1013 Ω.cm, respectively. The value of dielectric constant was significantly high when compared to that of conventional porcelains which did not exceed generally 9. Resumo Neste estudo, foi investigada a produção de uma porcelana técnica para aplicações cerâmicas dielétricas pelo uso de matérias-primas naturais de baixos custos. A composição básica da porcelana foi selecionada consistindo de 30% de caulim, 45% de feldspato potássico e 25% de quartzo. As fases obtidas nas amostras sinterizadas foram investigadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e imagens de microscopia eletrônica de varredura. Foi confirmado por estas técnicas que as principais fases cristalinas foram quartzo e mulita. Medidas dielétricas das porcelanas técnicas foram realizadas a 1 kHz entre a temperatura ambiente de 200 °C. A constante dielétrica, fator de perda, tangente de perda dielétrica e resistividade da amostra de porcelana sinterizada a 1160 °C foram 22-25, 0,32-1,80, 0,006-0,07 e 0,2-9 x 1013 Ω.cm, respectivamente. O valor de constante dielétrica foi significativamente alto quando comparado ao de porcelanas convencionais que geralmente não excede 9.