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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13366
Tipo: TCC
Título: Caracterização estrutural, físico-mecânica e dielétrica de compósitos mulita fase vítrea
Autor(es): Bown, Paulo Santiago Gómez
Primeiro Orientador: Macedo, Daniel Araújo de
Resumo: Mulita (3Al2O3.2SiO2) é um alumino-silicato de grande importância tecnológica comumente obtido por reação no estado sólido entre caulinita e alumina em altas temperaturas de sinterização. O grande interesse pelo estudo das cerâmicas mulíticas e compósitos de matriz mulítica se deve as propriedades únicas que esse material apresenta, tais como baixa densidade, baixa condutividade térmica, baixa expansão térmica, baixa constante dielétrica, boa estabilidade química e refratariedade. Entretanto, devido a sua baixa disponibilidade na natureza, além do alto valor de suas matérias-primas, torna-se cada vez mais necessária a busca por tecnologias que entreguem melhor relação custo/benefício na obtenção desses materiais. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a obtenção de compósitos a base de mulita e vidro via sinterização reativa usando uma argila caulinítica e resíduo de caulim, ambos do Estado da Paraíba, como materiais de partida. As matérias-primas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX) e análise granulométrica (AG). Formulações cerâmicas contendo argila e diferentes teores de resíduo de caulim (0, 30, 50 e 70 % em massa) foram prensadas a 40 MPa e sinterizadas em ar a 1400°C. As amostras sinterizadas foram estudadas por DRX e microscopia eletrônica de varredura (MEV, apenas para amostras com 50% de resíduo). Propriedades tecnológicas como densidade aparente, porosidade aparente, absorção de água e módulo de ruptura à flexão também foram estudadas em função do teor de resíduo de caulim. As propriedades dielétricas foram analisadas espectroscopia de impedância. Os resultados de DRX de amostras sinterizadas indicaram a predominância da fase mulita, seguida de uma componente amorfa (fase vítrea) e quartzo como fase minoritária. A análise morfológica da amostra contendo 50% de resíduo evidenciou a formação de um material denso consistindo de mulita acicular imersa em uma matriz de fase vítrea (compósito mulita/vidro). Constatou-se que a adição do resíduo de caulim melhorou as propriedades físicas-mecânicas dos compósitos em relação a amostras derivadas de apenas argila. A melhoria de desempenho decorrente da adição do resíduo de caulim está associada a um processo de sinterização assistida por fase líquida, ativado pela presença de mica muscovita.
Abstract: Mullite (3Al2O3.2SiO2) is an aluminosilicate of great technological importance commonly obtained by solid state between kaolinite and alumina at high firing temperatures. The main interest in the study of multi-layered and multi-matrix composite ceramics is due to the unique properties of this material, such as low density, low thermal conductivity, low thermal expansion, low dielectric constant, good chemical stability and good high temperature properties. However, due to its low availability in nature, in addition to the high value of its raw materials, it is increasingly necessary to search technologies that provide the best cost/benefit in obtaining these materials. In this context, the present work is focused on obtaining mullite/glass composites via reactive sintering of mixtures kaolinite clay- kaolin residue, both from the State of Paraíba. The raw materials were characterized by particle size analysis, X-ray fluorescence and X-ray diffraction. The samples were sintered at 1400 ° C and evaluated for apparent density, apparent porosity, water absorption, and flexural modulus as a function of the concentration of kaolin residue (0, 30, 50 and 70% by mass). The results indicated the predominance of the mullite phase, followed by an amorphous component (glassy phase) and quartz as minority phase. The morphological characteristics of the obtained composites were evaluated by scanning electron microscopy and evidenced the formation of dense material formed by acicular mullite immersed in a vitreous phase matrix at 1400 ° C. It was possible to observe that the addition of the residue improved the physical-mechanical properties of the composites. This improvement due to the addition of the kaolin residue is associated to a liquid phase assisted sintering process, activated by the presence of muscovite mica.
Palavras-chave: resíduo de caulim
propriedades físico-mecânicas
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13366
Data do documento: 21-Jun-2018
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