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Title: Estudo de soluções sólidas da mulita : fabricação e propriedades.
Authors: Herculano, Gislayne Elisana Gonçalves Coutinho
metadata.dc.contributor.advisor: Sabioni, Antônio Claret Soares
Keywords: Sinterização
Calcinação
Corpos cerâmicos
Pó de sílica
Processos de fabricação
Issue Date: 2007
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: HERCULANO, G. E. G. C. Estudo de soluções sólidas da mulita : fabricação e propriedades. 2007. 155 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2007.
Abstract: Neste trabalho é feito um estudo sobre a fabricação de corpos cerâmicos de mulita sintetizados a partir da mistura mecânica de pós de sílica (SiO2) e alumina (Al2O3) com diferentes composições, por sinterização. O pó de sílica utilizado como matéria-prima para a produção de mulita foi obtido a partir dos processos de calcinação da casca de arroz tratada quimicamente, nas temperaturas de 550ºC, durante 4h e 700ºC, para efeito de comparação. Os pós foram inicialmente misturados mecanicamente, prensados uniaxialmente e sinterizados a 1650ºC, em forno tipo mufla, por aproximadamente 4h, ao ar. Algumas amostras foram ressinterizadas para verificar o fator tempo no processo de mulitização durante a sinterização O processo de mistura foi otimizado pelo uso do moinho de disco orbital com revestimento de alumina e calcinação das misturas dos pós alumina e sílica, à temperatura de 1100ºC, 4h. A microestrutura dos corpos cerâmicos sinterizados foi caracterizada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização de fases dos produtos sinterizados foi realizada através do método de difração de raios-X. A relação do teor de alumina presente na mulita sinterizada com o parâmetro de rede “a” foi calculada através da relação m=144,5a – 1029,5, onde “a” é o parâmetro de rede. O efeito da composição sobre a condutividade elétrica da mulita foi analisado através de medidas da resistividade elétrica à temperatura ambiente. Este estudo mostra que, nas condições experimentais utilizadas, é possível a produção de mulita de baixa densidade, com microestrutura apresentando grãos equiaxiais de tamanhos variando na faixa de 2 a 3 μm e faixa de composição de 70 a 74% em peso de alumina, que corresponde a mulita 3:2 e 1,64:1, respectivamente. Os resultados obtidos mostram também que o tempo de sinterização é um fator essencial a ser considerado para se alcançar um alto teor de mulitização, quando se pretende obter mulita por sinterização de pós alumina e sílica, a 1650ºC.
metadata.dc.description.abstracten: In the present work a study is made about manufacture of mullite ceramic compacts by synthesis from mechanical mixture of silica (SiO2) and alumina (Al2O3) powders with different compositions by sintering. The silica powder used as starting material for the mullite production was obtained from the calcination of chemically treated rice husk, at temperatures of 550oC during 4h and 700oC, for comparison. The powders were initially mixed mechanically, uniaxially pressed, and sintered at 1650ºC in a muffle type furnace, for approximately 4h, in air atmosphere. Some samples were re-sintered in order to verify the time influence in the mullitization process during the sintering. The mixture process was optimized using the orbital disc mill coated with alumina and calcination of the mixed α- alumina and silica powder at temperature of 1100 ºC during 4h. The microstructure of the sintered ceramic compacts was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM). The phase characterization of the sintered compacts was carried out by X-ray diffraction. The relation between the alumina content in the sintered mullite and the lattice parameter “a” was calculated by the relation m = 144.5a –1029.5, where “a” is the lattice parameter. The effect of the composition to the electric conductivity of the mullite was analyzed by measures of electric resistivity at room temperature. This study shows that working with the experimental conditions described is possible to manufacture mullite with low density, microstructure presenting equiaxial grains with sizes varying in the range of 2 to 3 μm, and the composition varying of 70 to 74 wt.% of alumina that corresponds the mullite 3:2 and 1.64:1, respectively. These results also show that sintering time is an essential factor to be considered in order to reach a high mullitization content when it is intended to get mullite by sintering of α-alumina and silica powders at temperature of 1650ºC.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2480
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