Obtenção e propriedades de cerâmicas porosas pela técnica de incorporação de espuma

Abstract

Cerâmicas porosas, em geral, associam baixa condutividade térmica, alta área superficial, alta permeabilidade e resistência a ataques químicos. Essas características despertam grande interesse do setor de refratários para sua utilização como filtros em altas temperaturas e/ou como isolantes térmicos, quando sua porosidade é fechada. Diversas técnicas foram reportadas para obtenção desses materiais, tais como a queima de partículas orgânicas, a réplica e o gelcasting de espumas cerâmicas. No entanto, com as técnicas convencionais utilizadas até o momento, ainda não é possível o adequado controle da porosidade e da homogeneidade microestrutural. Por isso, no presente trabalho é proposta uma nova forma de obtenção de materiais porosos, onde uma espuma estável, produzida independentemente, é adicionada em uma suspensão de alumina, gerando materiais com elevada porosidade e estrutura homogênea (com estreita população de poros). Além disso, algumas propriedades, como resistência mecânica e módulo de Weibull são apresentadas e os resultados indicam que essa nova rota de processamento pode vir a ser utilizada para desenvolvimento de novos produtos.

Obtenção de espumas cerâmicas a partir de resíduo da terra diatomácea e ignimbrita pelo método de réplica

“…Nos últimos anos, diversas técnicas de preparação de cerâmicas porosas estão sendo pesquisadas, buscando a obtenção de materiais com geometria complexa, microestrutura projetada e sem a necessidade da etapa de usinagem (redução de custos) [1]. Cerâmicas apresentam boa estabilidade dimensional, são resistentes ao desgaste e à compressão e estáveis em ambientes ácidos [2].…”

“…Cerâmicas porosas obtidas por este método podem chegar a uma porosidade aberta total na faixa de 40% a 95% e são caracterizadas por uma estrutura reticulada de poros altamente interligados com tamanhos entre 200 μm e 3 mm. Esta interconectividade dos poros aumenta a permeabilidade dos fluidos e gases através da estrutura porosa [1,4].…”

Otimização da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica

“…A fim de se conseguir maior controle sobre as características da membrana filtrante, é muito importante selecionar a técnica de processamento adequada para obtenção da estrutura porosa desejada [5][6]. Dentre as Otimização da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica (Permeability optimization of hot aerosol filters prepared from foaming of ceramic suspensions) técnicas de processamento de cerâmicas porosas existentes, destacam-se o método de incorporação e queima de partículas orgânicas, o método da réplica de esponjas poliméricas, o método de gelcasting e a técnica de incorporação de espuma aquosa em suspensão cerâmica [5][6].…”

“…Dentre as Otimização da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica (Permeability optimization of hot aerosol filters prepared from foaming of ceramic suspensions) técnicas de processamento de cerâmicas porosas existentes, destacam-se o método de incorporação e queima de partículas orgânicas, o método da réplica de esponjas poliméricas, o método de gelcasting e a técnica de incorporação de espuma aquosa em suspensão cerâmica [5][6]. Nas três primeiras técnicas, as cerâmicas obtidas não apresentam homogeneidade microestrutural, a faixa de diâmetros de poros é ampla e dificilmente se tem o controle da porosidade gerada, sendo difícil a reprodução de peças com as mesmas características, em diferentes bateladas.…”

“…Além disso, no caso do gelcasting, muitas vezes são utilizados aditivos tóxicos e algumas vezes cancerígenos. Desta forma, visando obter cerâmicas com as características desejadas para utilização em filtros de aerossóis, os materiais podem ser processados a partir da técnica de incorporação de espumas aquosas em uma suspensão de alumina [5], na qual tanto a porosidade quanto a distribuição dos poros podem ser controladas, e as peças são obtidas com considerável resistência mecânica, homogeneidade estrutural e alta permeabilidade.…”