Estudo de suspensões de zircônia e magnésia em etanol

Abstract

INTRODUÇÃONos últimos anos, as inovações na utilização de materiais cerâmicos têm sido realizadas muito mais pelo desenvolvimento dos processos e técnicas de fabricação do que pela descoberta de novos materiais. Os processos de fabricação de materiais cerâmicos são basicamente constituídos pelas etapas de obtenção do pó, conformação, sinterização e acabamento final. Dentre estes, a conformação tem ganhado grande impulso com o aumento da compreensão dos fenômenos físico-químicos relacionados à dispersão das partículas nos meios fluídos e das técnicas de empacotamento de partículas [1].A conformação dos materiais cerâmicos pode ser realizada por diferentes técnicas, dentre as quais podem ser citadas a colagem de barbotina, a colagem em fita, prensagem uniaxial e isostática, injeção e deposição por eletroforese [2]. Todas estas dependem da mistura do pó com um fluído em alguma etapa do processamento. Na preparação desta suspensão, onde o material adquire a fluidez suficiente para a conformação, há a mistura do(s) pó(s) com os aditivos necessários (tais como dispersantes e ligantes), sua homogeneização e, em alguns casos, a moagem das matérias-primas.O solvente mais utilizado é a água, na qual se concentra a maior parte dos estudos de dispersões. Contudo, o desenvolvimento dos processos de conformação tem tornado necessária a utilização de outros solventes, principalmente orgânicos, que vêm sanar a necessidade de valores específicos de viscosidade, condutividade elétrica e constante dielétrica, bem como inércia química e baixo ponto de ebulição.A mistura de partículas finas a um solvente é instável com o tempo e a sedimentação é um processo natural. O retardamento desta sedimentação (processo de estabilização), no entanto, pode ser obtido através da adsorção de íons e/ ou moléculas na superfí- ResumoA utilização de suspensões como etapa intermediária no processamento da mistura ZrO 2 -MgO surge como uma alternativa para a obtenção de homogeneidade no produto final. Emerge daí uma relação entre o controle da estabilidade destas suspensões e a obtenção de homogeneidade no produto. O comportamento de suspensões de misturas de óxidos é dependente da característica físico-química da superfície de cada componente, bem como da sua quantidade relativa. Neste trabalho foi estudado o comportamento de cada componente da mistura ZrO 2 -MgO isoladamente, em suspensão aquosa e etílica, e da mistura em si. Em suspensão etílica, o ZrO 2 apresentou elevado potencial negativo, enquanto o MgO, potencial positivo. A explicação destes fenômenos foi relatada mediante análises de espectroscopia de infravermelho por reflectância difusa (DRIFT), revelando reação entre o solvente e a superfície dos óxidos em estudo. É proposto um novo mecanismo para o efeito desaglomerante das suspensões etílicas de ZrO 2 , em função do elevado potencial eletrostático da suspensão. Por fim, o estudo da suspensão da mistura dos dois materiais na proporção de 3% em massa de MgO (∼8,6% em mol) mostrou que, tanto o pa H quanto o potencial zeta finais são determi...

Avaliação do comportamento eletrocinético de suspensões cerâmicas não-aquosas contendo PVB como aditivo

“…A metodologia contempla tanto a utilização de solventes aquosos como de não-aquosos, sendo que os primeiros possuem a limitação da eletrólise e os últimos são muito criticados por: -1 apresentarem baixos valores de carga elétrica superficial (essencial para os processos de estabilização eletrostática e eletroestérica), -2 elevada volatilidade e -3 riscos à saúde e ao meio ambiente [17]. No entanto, é possível utilizar alguns solventes orgânicos, de baixa toxidade, volatilidade e que não apresentam sérios riscos ao meio ambiente e à saúde humana [18][19][20].…”

“…É conhecido que os solventes não-aquosos, de modo geral, apresentam baixas constantes dielétricas, quando comparados à água (para a � 2 O, ε = 78) [21]. No entanto, estudos realizados em suspensões não-aquosas de alguns óxidos cerâmicos comprovam que determinadas reações superficiais entre os sólidos e o solvente podem gerar cargas elétricas cujas magnitudes são adequadas ao processo de estabilização eletrocinética das mesmas [15,18,[22][23][24]. Tais magnitudes chegam a ser superiores às magnitudes apresentadas pelos mesmos materiais quando em meios aquosos, o que justifica o emprego de tais solventes.…”

“…A medida de p� em soluções não-aquosas (pa � ) foi realizada com base na correção proposta por Sarkar e Nicholson [15,18], que relaciona o valor medido experimentalmente (p� exp ) num eletrodo para soluções aquosas em meios não-aquosos:…”

“…Mesmo estando numa concentração menor (3% em peo), o MgO determina a carga elétrica superficial do sistema que é predominantemente positiva. A caracterização deste comportamento e as suas conseqüências para o processo de estabilização eletrocinética já foram apresentadas e discutidas em trabalho anterior [18]. O que se observa é que não ocorre simplesmente uma neutralização dos sítios ácidos na superfície do ZrO 2 , mas sim um carregamento intenso da superfície, caracterizado pela presença de cargas positivas.…”

“…Nota-se também que o sistema tende a voltar ao valor inicial de pa � , o que permite presumir que se trata de uma situação de equilíbrio. Considerando então a variação de pa � neste sistema, sugerimos que deva ter ocorrido uma competição entre o PVB e o íon etóxido, resultante de reação superficial entre as partículas cerâmicas e o etanol, conforme referência [18], que não ocorre para o Al 2 O 3 e o SiC.…”