Análise comparativa entre diferentes ensaios porosimétricos em alumina macroporosa

Abstract

RESUMOCerâmicas macroporosas de alumina (Al 2 O 3 ) são estudadas devido às suas diversas aplicações como biomateriais para implantes ósseos, ânodos para célula combustível de óxido sólido, entre outras. Nesse sentido, a distribuição, tamanho e interconexão dos poros podem determinar características físicas e mecânicas dessas cerâmicas. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi analisar e comparar diferentes métodos de caracterizações porosimétricas em amostras macroporosas de Al 2 O 3 . Para isso, os métodos analisados foram intrusão de mercúrio (PIM), método de Arquimedes (MA), análise de micrografias (AM) e ressonância magnética nuclear com pulsos de radiofrequência Carr-Purcell-Meiboom-Gill ( 1 H-RMN -CPMG). Amostras macroporosas de Al 2 O 3 foram obtidas pelo método de gelcasting modificado pela incorporação de esferas de polietileno, em diferentes quantidades. Os resultados foram tratados matematicamente e correlacionados pelo coeficiente de Pearson. As principais vantagens do MA foram a rapidez e a simplicidade na obtenção da porosidade aparente. No entanto, curvas de distribuição de tamanho de poros não são obtidas por esse método. As distribuições dos tamanhos dos poros obtidas por 1 H-RMN -CPMG foram semelhantes às do PIM. Essa semelhança é evidenciada pelo alto coeficiente de Pearson entre os dois métodos (r >0,962). As análises da forma e homogeneidade dos poros, bem como a porosidade aparente, foram melhores determinadas por AM. Porém, quando comparada com o método PIM, divergências quanto à distribuição de tamanho de poros foram observadas. Isso é evidenciado pelo baixo coeficiente de Pearson (r <0,048). Pode-se assim concluir que métodos não convencionais na determinação da porosidade ( 1 H-RMN -CPMG e AM) podem ser utilizados alternativamente aos convencionais (PIM e MA) na caracterização de materiais macroporosos.Palavras-chave: porosimetria, ressonância magnética, intrusão de mercúrio, análise de micrografias. ABSTRACTMacroporous ceramics of Al 2 O 3 are being studied due their diverse applications (biomaterials, anode for solid oxide fuel cells, etc.). The pore distribution, size and interconnection are important parameters that can determine physical and mechanical characteristics of these materials. The aim of this study was analyze and compare different methods of porosimetry. For this, we used the mercury intrusion porosimetry (PIM), Archimedes method (MA), micrographic analysis (AM) and nuclear magnetic resonance with CPMG radiofrequency pulses ( 1 H-RMN -CPMG). Samples of macroporous Al 2 O 3 were obtained by the gelcasting method modified by incorporation of polyethylene spheres at different amounts. The results of these porosimetry methods were treated mathematically, and then the Pearson correlation between the pore size distributions were analyzed. The main advantage of the MA was the simplicity to obtain the apparent porosity, although this method did not provide the pore size distribution. The pore size distribution obtained by 1 H-RMN -CPMG was similar to those obtained by PIM. T...

Medida De Porosidade Em Compósitos B4c-Nb Por Meio De Análise E Processamento Digital De Imagem

“…Alguns trabalhos já observaram que a determinação da porosidade aparente pelo método de Arquimedes não corresponde ao valor real em uma matriz macroporosa, já que possui a desvantagem da obtenção somente da porosidade aparente do material, além de não fornecer valores de distribuição e tamanho de poros [38]. A microtomografia computadorizada de raio X vem sendo cada vez mais estudada e utilizada em projetos de diversas áreas do conhecimento.…”

Fabrication of Porous Alumina Structures by SPS and Carbon Sacrificial Template for Bone Regeneration

“…The fabrication of porous alumina structures has been performed by different strategies such as the direct ink method [ 34 ], the gel-casting technique [ 34 ], freeze-casting [ 35 ], and the combination of spark plasma sintering (SPS) and sacrificial template employed by Choi et al [ 36 ]. In this last case, these authors considered a sacrificial template procedure based on carbon.…”