Óxidos na Cerâmica: Cores, Tipos, Uso e Reações na Queima | Flavia Pircher

Óxidos na Cerâmica: Cores, Tipos, Uso e Reações na Queima | Flavia Pircher

Entenda o que são óxidos na cerâmica, quais cores produzem e como cobalto, cobre, ferro, cromo, manganês e outros se transformam conforme o esmalte, a temperatura e a atmosfera de queima.

Óxidos cerâmicos são matérias-primas capazes de produzir cor e modificar o comportamento de massas, engobes e esmaltes. A cor produzida por um óxido não é fixa: depende da composição da base, da quantidade utilizada, da temperatura, da atmosfera do forno e da curva de queima. Neste artigo, Flavia Pircher explica os principais óxidos cromóforos utilizados na cerâmica artística, suas cores mais características e as transformações que podem ocorrer durante a queima.

O que são óxidos na cerâmica?

Óxidos são compostos químicos formados pelo oxigênio combinado com outro elemento. Na cerâmica, alguns óxidos são utilizados principalmente como colorantes, enquanto outros atuam como fundentes, opacificantes, modificadores de textura ou componentes estruturais dos esmaltes e massas.

Um exemplo é o óxido de cromo, Cr₂O₃, formado por cromo e oxigênio.

Na prática cerâmica encontramos, entre outros:

• óxido de cobalto;
• óxido de cromo;
• óxido de cobre;
• óxidos de ferro;
• óxido de manganês;
• óxido de níquel;
• óxido de zinco;
• óxido de estanho;
• dióxido de titânio.

Entretanto, não devemos pensar nos óxidos apenas como pigmentos.

Na cerâmica, um óxido não apenas colore: ele participa das reações químicas que acontecem durante a queima.

Essa é uma das principais diferenças entre trabalhar diretamente com óxidos e utilizar pigmentos cerâmicos industriais.

Para que servem os óxidos na cerâmica?

Os óxidos podem ter diferentes funções.

Na cerâmica artística, podem ser utilizados para:

• produzir cor;
• modificar uma cor;
• provocar variações de superfície;
• alterar a fusão de um esmalte;
• modificar brilho ou textura;
• participar da formação de cristais;
• produzir efeitos reativos;
• criar manchas, halos e variações;
• decorar peças através de aguadas.

Por isso, a pergunta mais útil não é apenas:

“Que cor este óxido produz?”

Mas:

“Como este óxido se comporta nesta determinada composição e nesta determinada queima?”

Quais óxidos dão cor na cerâmica?

Alguns elementos possuem grande capacidade de produzir cor e são chamados de cromóforos.

Para começar a estudá-los, podemos associá-los às cores que produzem com maior frequência.

Principais óxidos cromóforos

Essa tabela é apenas o início.

A cor de um óxido na cerâmica não é absoluta.

O mesmo óxido pode produzir cores completamente diferentes dependendo do sistema em que está inserido.

Por que um mesmo óxido pode produzir cores diferentes?

A cor produzida por um óxido depende principalmente de cinco fatores:

1. composição da base;
2. quantidade de óxido;
3. atmosfera da queima;
4. temperatura;
5. curva de aquecimento e resfriamento.

Esses fatores explicam por que uma receita pode funcionar de maneira diferente quando mudamos o esmalte, a massa, o forno ou a temperatura.

1. A base do esmalte modifica a cor dos óxidos

Um óxido utilizado em um esmalte não está isolado.

Ele está em contato com sílica, alumina e diferentes fundentes, como:

• sódio;
• potássio;
• cálcio;
• magnésio;
• boro;
• zinco;
• lítio.

Esse ambiente químico influencia a resposta do elemento cromóforo.

Cobalto: azul que pode se tornar lilás

O cobalto é provavelmente o exemplo mais conhecido.

De maneira geral:

cobalto → azul

Mas em determinadas bases contendo magnésio, o resultado pode caminhar para:

azul-violeta → violeta → lilás.

Portanto, não é correto afirmar simplesmente que:

“cobalto é azul”.

É mais preciso dizer:

O cobalto é um forte cromóforo associado principalmente aos azuis, mas sua tonalidade pode ser modificada pela composição química do esmalte.

Cromo: verde, rosa, vermelho e outras possibilidades

O cromo é normalmente associado aos verdes.

Entretanto, determinadas combinações podem alterar radicalmente sua resposta.

Um dos exemplos mais conhecidos é a interação entre:

cromo + estanho

que, em bases adequadas, pode produzir:

• rosa;
• vermelho-rosado;
• tonalidades conhecidas como chrome-tin pinks.

Isso demonstra novamente que a cor não pertence somente ao óxido.

A cor nasce da relação entre o cromóforo e o ambiente químico em que ele está inserido.

2. A quantidade de óxido modifica o resultado

A concentração é outro fator fundamental.

O óxido de cobalto possui poder colorante muito elevado.

Em uma determinada base podemos observar, de maneira simplificada:

pouco cobalto → azul claro

mais cobalto → azul intenso

cobalto em excesso → azul tão saturado que pode parecer preto

Portanto, colocar mais óxido não significa apenas produzir “mais da mesma cor”.

O aumento da concentração pode modificar:

• saturação;
• luminosidade;
• transparência;
• fusão;
• cristalização;
• textura;
• brilho.

Os óxidos fazem parte da formulação química do esmalte.

Eles não devem ser pensados como simples tintas adicionadas a uma base neutra.

3. A atmosfera de queima modifica os óxidos

A quantidade de oxigênio disponível dentro do forno interfere diretamente no comportamento de vários elementos.

Podemos trabalhar, de maneira simplificada, com duas situações principais:

Atmosfera oxidante

Há oxigênio disponível durante a queima.

É a condição mais comum em fornos elétricos.

Atmosfera redutora

A quantidade de oxigênio disponível é reduzida.

Essa condição pode ser provocada, por exemplo, em determinados momentos de uma queima em forno a gás ou a lenha.

A redução pode alterar o estado de oxidação dos elementos.

E isso pode mudar completamente a cor.

Cobre: do verde ao vermelho

O cobre é um dos exemplos mais didáticos.

Em atmosfera oxidante, tende a produzir:

• verdes;
• verde-azulados;
• turquesas.

Em determinadas condições de redução, pode produzir:

• vermelho;
• vermelho-rubi;
• rosados.

É daí que surgem os conhecidos esmaltes copper red, ou vermelhos de cobre.

Entretanto, simplesmente colocar cobre em um forno com redução não garante um vermelho.

Também precisam ser adequados:

• a composição do esmalte;
• a quantidade de cobre;
• a intensidade e o momento da redução;
• a temperatura;
• o resfriamento.

Ferro: um dos maiores transformadores de cor da cerâmica

O ferro é especialmente interessante porque pode assumir respostas extremamente variadas.

Dependendo da composição, temperatura, concentração e atmosfera, ele pode participar da formação de superfícies:

• vermelhas;
• amarelas;
• ocres;
• marrons;
• verdes;
• azuladas;
• turquesa;
• pretas;
• metalizadas.

O ferro pode existir em diferentes estados de oxidação, especialmente relacionados a Fe³⁺ e Fe²⁺.

As condições do forno modificam a proporção entre essas formas e, consequentemente, alteram a aparência da cerâmica.

Por isso existem famílias de esmaltes de ferro extremamente diferentes entre si, como:

• celadons;
• tenmokus;
• vermelhos de ferro;
• esmaltes marrons;
• esmaltes com efeitos metálicos.

O ferro é um bom exemplo de por que não podemos associar um óxido a uma única cor.

4. A temperatura modifica a resposta dos óxidos

A temperatura de queima não serve apenas para “fixar” a decoração.

Durante o aquecimento ocorrem diversas transformações.

As matérias-primas podem:

• perder água;
• decompor carbonatos;
• liberar gases;
• reagir umas com as outras;
• formar novas fases minerais;
• começar a sinterizar;
• formar fase líquida;
• dissolver partículas;
• formar ou dissolver cristais.

Por isso, o mesmo óxido utilizado a 900 °C pode apresentar uma resposta diferente quando levado a 1260 °C.

5. O resfriamento também interfere na cor

O trabalho do forno não termina quando atingimos a temperatura máxima.

Durante o resfriamento ainda podem ocorrer:

• formação de cristais;
• crescimento de cristais;
• mudanças de estado de oxidação;
• separação de fases;
• alterações de brilho e textura.

Consequentemente, duas queimas que atingiram exatamente a mesma temperatura máxima podem produzir resultados diferentes se tiveram curvas de resfriamento distintas.

O que é rutilo e por que ele produz efeitos caramelados?

O rutilo natural utilizado em cerâmica é uma matéria-prima mineral rica em dióxido de titânio, TiO₂, normalmente acompanhada por diferentes quantidades de ferro e outras impurezas.

Por isso, dependendo da formulação, pode favorecer:

• creme;
• bege;
• caramelo;
• dourado;
• manchas;
• variações de tonalidade.

O titânio também pode favorecer determinados processos de cristalização.

Por esse motivo, o rutilo é frequentemente utilizado não apenas como colorante, mas como modificador de superfície.

Óxido e pigmento cerâmico são a mesma coisa?

Não.

Os óxidos são matérias-primas químicas que participam diretamente das reações do esmalte.

Os pigmentos cerâmicos industriais, também chamados de corante cerâmicos ou stain (em inglês)s, são materiais fabricados para produzir cores mais controladas e previsíveis.

Em muitos pigmentos, o elemento cromóforo encontra-se incorporado em uma estrutura cristalina previamente produzida industrialmente.

De maneira geral:

Nenhum dos dois é necessariamente melhor.

São ferramentas diferentes para objetivos diferentes.

Como usar óxidos na cerâmica?

Existem diversas possibilidades.

Óxidos dentro de esmaltes

Podemos acrescentar óxidos a uma base de esmalte.

Além da cor, eles podem modificar:

• fusão;
• viscosidade do vidro;
• cristalização;
• textura;
• brilho;
• resposta à atmosfera.

É dessa interação que surgem muitos dos chamados esmaltes reativos.

Óxidos em engobes

Os óxidos também podem ser utilizados para colorir engobes.

O resultado dependerá:

• da argila do engobe;
• do óxido;
• da concentração;
• da temperatura;
• da atmosfera.

O que é uma aguada de óxido?

Aguada de óxido é uma suspensão simples de óxido em água utilizada para decorar a superfície da cerâmica.

Ela pode ser aplicada com pincel, esponja ou outras ferramentas.

É especialmente útil para:

• evidenciar textura;
• preencher incisões;
• destacar baixos-relevos;
• produzir desenhos;
• criar manchas e pinceladas.

A aguada pode ser aplicada sobre diferentes estágios da peça, dependendo da técnica utilizada.

Entretanto, existe uma questão importante:

Misturar um óxido apenas com água não significa que ele formará sozinho uma camada vítrea ou ficará necessariamente fortemente ancorado à superfície.

Dependendo da temperatura e do material, pode ser necessário adicionar outros componentes, como argila, frita ou algum fundente para que o óxido se mantenha ancorado na superfície cerâmica, ou do contrario ele é um pó que sai da peça ao toque da mesma.

Os óxidos utilizados na cerâmica são tóxicos?

Alguns óxidos e compostos metálicos utilizados em cerâmica apresentam riscos importantes à saúde. A toxicidade depende do elemento, da forma química, da concentração e da via de exposição.

Por isso, não devemos tratar todos os óxidos como materiais igualmente seguros.

Compostos contendo, por exemplo:

• níquel;
• cobalto;
• manganês;
• cromo;

podem exigir precauções específicas.

A avaliação correta deve ser feita pela FDS/FISPQ da matéria-prima específica utilizada.

Cuidados ao manipular óxidos em pó

Grande parte dos óxidos cerâmicos é comercializada em partículas muito finas.

Evitar a inalação do pó é fundamental.

No ateliê:

• não sopre pó cerâmico;
• evite varrer a seco;
• faça limpeza úmida;
• mantenha recipientes identificados;
• utilize ventilação adequada;
• evite comer ou beber na área de manipulação;
• lave as mãos depois de trabalhar com matérias-primas;
• utilize proteção respiratória apropriada quando a atividade produzir poeira respirável.

A queima dos óxidos também exige ventilação

Durante uma queima cerâmica, diversas matérias-primas passam por decomposição e podem liberar gases e compostos voláteis.

Por isso, o forno deve trabalhar com ventilação e exaustão adequadas.

Isso vale não apenas para os óxidos colorantes, mas para todo o conjunto de matérias-primas presentes em massas, esmaltes e engobes.

Um esmalte fundido é automaticamente seguro para alimentos?

Não.

Esse é um ponto fundamental.

Um esmalte pode:

• estar brilhante;
• estar completamente fundido;
• ter uma superfície aparentemente perfeita;

e ainda assim apresentar baixa estabilidade química.

Certos elementos podem sofrer lixiviação quando entram em contato com alimentos ou líquidos ácidos.

Portanto:

fusão, aparência e segurança química são propriedades diferentes.

Em peças utilitárias devem ser considerados:

• composição do esmalte;
• temperatura correta de maturação;
• estabilidade química;
• resistência a ácidos e bases;
• concentração dos elementos presentes;
• testes adequados quando necessários.

Perguntas frequentes sobre óxidos na cerâmica

Qual óxido é usado para fazer azul na cerâmica?

O óxido de cobalto é o principal colorante associado aos azuis cerâmicos. É extremamente potente e deve ser usado em pequenas quantidades. A tonalidade pode variar conforme a composição do esmalte e, em algumas bases ricas em magnésio, pode caminhar para violetas ou lilases.

Qual óxido dá verde na cerâmica?

Cromo e cobre são duas importantes fontes de verde. O óxido de cromo normalmente produz verdes característicos. O cobre produz verdes e turquesas principalmente em atmosfera oxidante.

Por que o cobre fica vermelho na redução?

Em determinadas condições redutoras, a química do cobre é modificada. Se a composição do esmalte e o ciclo de queima forem adequados, podem se desenvolver as fases responsáveis pelos vermelhos de cobre.

O ferro pode ficar verde na cerâmica?

Sim. O ferro pode produzir uma ampla gama de cores. Dependendo de seu estado de oxidação, da composição da base e da atmosfera, pode participar de superfícies vermelhas, marrons, verdes, azuladas e outras tonalidades.

Por que o cobalto às vezes fica preto?

Porque o cobalto possui enorme poder colorante. Em concentrações elevadas, o azul pode ficar tão escuro e saturado que visualmente parece preto.

O óxido pode ser aplicado somente com água?

Sim. Essa técnica é conhecida como aguada de óxido. Entretanto, óxido e água não constituem necessariamente um esmalte, e a aderência depois da queima varia conforme o material, a superfície e a temperatura.

Óxidos e corantes cerâmicos são iguais?

Não. Óxidos são matérias-primas químicas que participam diretamente das reações da cerâmica. Pigmentos cerâmicos industriais são estruturas desenvolvidas para proporcionar cores mais estáveis e previsíveis.

Conclusão: a cor cerâmica nasce da relação entre matéria e fogo

Óxidos são parte fundamental do vocabulário de cor da cerâmica, mas não funcionam como uma caixa de tintas.

Quando abrimos um pote de cobalto, ainda não estamos vendo exatamente o azul que aparecerá na peça.

Quando utilizamos cobre, ainda não sabemos apenas pelo pó se o resultado será verde, turquesa ou vermelho.

Durante a queima esses materiais encontram:

• sílica;
• alumina;
• sódio;
• cálcio;
• magnésio;
• boro;
• outros óxidos.

A temperatura permite que ocorram novas reações. A atmosfera altera estados químicos. A concentração interfere na saturação. A espessura modifica a aparência. E o resfriamento continua transformando a superfície depois que a temperatura máxima já foi atingida.

Por isso:

Para compreender a cor na cerâmica, não basta conhecer o óxido. É necessário compreender o sistema no qual esse óxido está inserido.

Flavia Pircher

Sobre a autora

Flavia Pircher é ceramista, pesquisadora e educadora em cerâmica, com ateliê em Vinhedo, São Paulo. Desenvolve pesquisas e cursos sobre matérias-primas cerâmicas, esmaltação, engobes, transferência de imagens, modelagem, queima e processos de superfície.

Referências Bibliográficas

PFAFF, Gerhard. Ceramic Colors. In: Inorganic Pigments. Berlin/Boston: De Gruyter, 2017, p. 190–196. DOI: 10.1515/9783110484519-006. 

Coloring. In: Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials. Elsevier, 1991, p. 88–91. DOI: 10.1016/B978-0-08-034720-2.50032-0. 

Effects of cobalt, copper, manganese and titanium oxide additions on the microstructures of zinc containing soft porcelain glazes. Journal of the European Ceramic Society, v. 22, 2002, p. 1447–1455. DOI: 10.1016/S0955-2219(01)00456-3. 

Study on the copper and iron coexisted coloring glaze and the mechanism of the fambe. Journal of the European Ceramic Society, v. 38, 2018, p. 3681–3688. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2018.04.004. 

Ceramic pigments and dyes beyond the inkjet revolution: From technological requirements to constraints in colorant design. Ceramics International, v. 46, 2020, p. 21839–21872. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.05.302. 

Glazes and Enamel Coatings for Ceramics and Glasses. In: ASM Handbook – Surface Engineering, v. 5. ASM International, 1994, p. 877–882. DOI: 10.31399/asm.hb.v05.a0001316. 

Digitalfire. Colorant; Metal Oxides; Cobalt Oxide. Base técnica de materiais cerâmicos.