Otimização reológica de suspensões aquosas de óxido de ferro (III)

Abstract

In this work the dispersion of iron oxide III particles in aqueous media was studied. To achieve the maximum solid content zeta potential measurements were carried as a function of pH. The influences of two different types of polyacrylates as dispersants were investigated. Suspensions were produced by varying solids concentration up to 30 vol.%. The results showed a strong influence of pH on the size distribution of the particles in suspension. The most efficient dispersant towards particle dispersion was sodium polyacrylate. The maximum solid content in the suspension was optimized to 25 vol % with density values higher than 35% theoretical density with 2 wt.% polyacrylate. Keywords:Colloidal processing, rheology, iron oxide III. INTRODUÇÃOO óxido de ferro é abundante na natureza e utilizado num vasto campo tecnológico. Há três formas de óxidos de ferro: óxido de ferro (II), FeO (wustita); óxido de ferro (II,III), Fe 3 O 4 (magnetita); óxido de ferro (III), Fe 2 O 3 (fases α, β, γ, ou ε).0A hematita (Fe 2 O 3 , fase α) é usada principalmente como pigmento para tintas e vidros [2 -6], tratamento de água e sensores eletroquímicos. [7 -9] Quando dopados com metais nobres, como por exemplo, platina e ouro, pode ser aplicado na produção de hidrogênio e na fabricação de anodos0pelas suas propriedades de estabilidade térmica e estrutural. Outras formas de óxido de ferro como a magnetita (Fe 3 O 4 ) e a maghemita (Fe 2 O 3 , fase γ), possuem características importantes como biomateriais magnéticos (ferrites) aplicados na medicina e farmácia. Na medicina, a magnetita é usada como forma de transporte de fármacos e contrastes em ressonância. 0 Conceitualmente, suspensões são misturas heterogêneas constituídas de sólidos particulados que estão dispersas em um meio líquido. Durante a sua etapa de produção, é necessário que as partículas permaneçam individualizadas no meio líquido. Isto acarreta em uma série de benefícios de processamento, como a elevada concentração de sólidos, gerando peças com menos retração durante a secagem, consequentemente, após a sinterização será alcançada uma microestrutura mais homogênea e um componente com melhores propriedades mecânicas. São ditas estabilizadas quando o balanço das forças repulsivas supera as atrativas. Isso pode ser alcançado de três formas: (i) repulsão eletrostática, que consiste na manutenção das partículas em suspensão num meio líquido polar (água ou solvente orgânico) através do desenvolvimento de uma nuvem iônica ou dupla camada elétrica. Desta forma, ao se inserir pós em um meio líquido, instantaneamente se forma uma nuvem de cargas elétricas ao seu redor, conhecida como dupla camada elétrica. Esta região é formada por uma primeira camada de íons de sinais opostos (contra-íons) que está firmemente adsorvida a superfície por atração eletrostática e uma segunda camada mais externa (camada difusa). A região de interface entre as duas camadas é chamada camada de Stern e é nesta região onde ocorre o cisalhamento durante o fluxo de líquido.

Produção e caracterização de uma liga Fe-Ni obtida por processamento coloidal aquoso e reação de estado sólido

“…Estes valores são muito próximos aos seus respectivos óxidos, demonstrando que nesta rota de processamento o que importa realmente é a interação entre a superfície e o meio líquido, que não considera se as partículas são metálicas ou de óxidos metálicos. [1,13] O valor resultante da mistura entre as partículas apresentou o PCZ perto de 6,5. A curva mostrou alguma influência das partículas de níquel.…”