Alumina powders were synthesized using a cost-effective process that used a Bunsen-Meker flame as the source of energy for the chemical reactions. With the aim of evaluating the influence of solvents on the morphology of powders, three starting solutions with different ethanol/water volume ratios were prepared. Ethanol/water ratios of 50:50; 20:80, and 1:100 were studied. X-ray diffraction analyses showed amorphous powders in the as-synthesized condition. After calcination at 1150 C, the powders became crystalline, and a major crystalline phase, -alumina, was identified in all the powders. Using scanning electron microscopy, the typical morphology of the flame-sprayed powders, composed of aggregated spherical and unshaped particles, was observed. The specific surface area of the as-synthesized powder was greater than that of the calcined powder, with a maximum value of 36.75 m 2 /g, which corresponded to the powder obtained with the starting solution prepared only with water. Thermogravimetric analyses showed that the powder produced from a precursor solution composed only of water also had the highest loss (34.72%). Transmission electronic microscopy was used to observe the nanostructures of alumina powders. A maximum crystallite size of 24.6 nm, corresponding to the starting solution prepared only with water, was obtained.
INTRODUÇÃOO espinélio de alumínio e magnésio, MgAl 2 O 4 (MA), é um material que tem sido largamente utilizado para variadas aplicações [1][2][3]. O alto ponto de fusão (2135 °C), a resistência mecânica em altas temperaturas, inércia química e boa resistência ao choque térmico são propriedades consideráveis que conferem a aplicabilidade do MA na metalurgia, eletroquímica, radiotecnologia e outros campos industriais [4,5], como os relatados na literatura: material transparente ao infravermelho (infrared window material), variedade de aplicações na indústria nuclear, incluindo novos tipos de reatores nucleares, potencial de acomodar resíduos de cerâmica, e placas cerâmicas de circuitos integrados em compósitos de vidro de borossilicato [6]. Trabalhos recentes têm investigado a incorporação de espinélio MA nanoestruturado, com o objetivo de diminuir a oxidação dos refratários MgO-C durante o seu aquecimento, além de aumentar a resistência ao ataque de escória em serviço [7,8]. Características de interesse tecnológico em pós de MA, como reatividade (área superficial) e grau de pureza, são essenciais para obtenção de cerâmicas densas e dependem do método de síntese [9]. O método convencional, baseado na calcinação da mistura mecânica dos óxidos e/ou sais, é o mais utilizado para a síntese de MA, mas apresenta alguns inconvenientes como alta temperatura de síntese e elevado número de operações unitárias (moagem, misturas, queimas), as quais podem diminuir a pureza do material. foi sintetizado utilizando os precursores químicos nitrato de alumínio e nitrato de magnésio como fontes dos cátions metálicos e a sacarose como combustível, em regime de combustão contínua (SCCS) e em batelada (CS), seguido de tratamento térmico. Na caracterização dos pós obtidos, foram utilizadas as técnicas de análise termogravimétrica, adsorção gasosa para a análise da área superficial, granulometria por difração de laser, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão para análises cristalográficas, e morfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ambas as rotas apresentaram pós de elevada pureza e cristalitos nanométricos na forma de agregados micrométricos, cujas propriedades variaram em função da razão óxido/combustível. As análises por MEV confirmaram a agregação das partículas do pó, a partir de partículas com morfologia irregular e porosa. A rota SCCS resultou em pó com propriedades similares ao da rota CS com a vantagem de ser um processo contínuo com alto potencial para produção em escala industrial.
Refractories based on nanostructured materials are emergent technological products in several applications in the steel and cement industries. To better understand the nanostructured materials in refractories applications this chapter shows a general perspective of the use of these materials in industrial refractories. Refractories research and development based on conventional technical concepts and techniques seem to have been conducted exhaustively. If refinement of refractory technology is to be expected, the introduction of new technologies is indispensable. Nanostructured materials improve several properties of refractory materials like mechanical resistance, thermal conductive, carbon oxidation protection.
Este trabalho propõe incorporar um resíduo de lodo galvânico e de vidro sodocálcico na matriz argilosa para fabricação de blocos cerâmicos visando reduzir o descarte destes resíduos transformando-os em matérias primas industriais gerando uma alternativa viável para a sua utilização. As formulações das massas cerâmicas produzidas possuem 0, 2, 5 e 10% em peso do lodo de galvanização empregado e 15% de vidro sodocálcio. As amostras foram prensadas unixialmente a frio, sinterizadas a 1050 °C e caracterizadas química e mineralogicamente por difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR). As propriedades mecânicas foram obtidas através de ensaio de resistência à flexão em quatro pontos (MOR), porosidade aparente, absorção de água e retração linear. Os resultados confirmam que o principal componente do lodo é o sulfato de cálcio e os testes estruturais mostram que a adição de 2% de lodo nos blocos cerâmicos manteve a MOR em 20 MPa. As massas cerâmicas com maior quantidade de lodo apresentaram uma diminuição na MOR e um aumento considerável de porosidade e absorção de água. Como as análises de DRX e FTIR realizadas após a sinterização não apresentam sulfatos na estrutura do material é possível que a decomposição deste como um gás gere uma alta porcentagem de poros e trincas que são sítios para iniciação da fratura do material.
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