Produção e caracterização de espumas macrocelulares de alumina para aplicação em queimadores radiantes

Abstract

Nos últimos anos as indústrias vêm apresentando um grande interesse em diminuir a poluição gerada por seus processos, procurando alternativas que proporcionem igual ou melhor eficiência nos seus processos. Uma alternativa muito promissora na aplicação de processos que requerem aquecimento por radiação se refere aos queimadores radiantes porosos (SCHEFFLER, COLOMBO, 2004; CATAPAN, 2007). Os queimadores devem ser porosos e constituídos de uma cerâmica que, além de resistir a temperaturas elevadas (>1500°C), deve apresentar alta resistência ao choque térmico. Neste trabalho, foi utilizado o método da réplica para a obtenção de espumas de alumina. Espumas de poliuretano foram impregnadas com suspensões aquosas de 50-70% em massa de sólidos (Al2O3) mais aditivos (ligantes). A viscosidade da suspensão foi avaliada e ajustada a uma impregnação adequada. As espumas impregnadas foram submetidas a um tratamento térmico para degradação do poliuretano a 400°C/1h e, subsequentemente, sinterizadas (entre 1500°C e 1600°C/3h) para densificação das paredes celulares. Permeabilidade e resistência à compressão das espumas foram correlacionadas à microestrutura e à morfologia celular (tamanho e geometria das células). A temperatura de sinterização que apresentou melhores resultados foi 1600°C, promovendo maior densificação e aumento na resistência mecânica.

Manufacture and Characterization of Alumina Ceramic Foams for Porous Burners

“…The experimental plan studied the influence of two variables: quantity of solids [% w/w], with 3 levels: 60, 62,5 and 65 and quantity of binder [% w/w] with 6 levels: 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5. The dispersant quantity was kept constant at 1% w/w [5,6]. There were 18 different formulations, and one replication for a total number of 36 samples.…”

“…Permeability constant calculation When Forchheimer constant (Fo) appears to be less than the unit, means that the total pressure difference that is present during the develop of the test is caused by the viscosity forces of the system. Based on the data of permeability of the PU of 10 ppi [5], it was possible to state a difference of this property of these two specimens. The average volumetric flux that could get through the PU sponge was 0.0003 m 3 /s, while the ceramic one had a value of 0.000186 m 3 /s.…”

Fabricación y caracterización de espumas de alúmina para aplicación en quemadores porosos radiantes

“…El primer factor con 3 niveles: 60, 62,5 y 65 % en masa y el segundo factor con 6 niveles: de 5 a 7,5 % en masa, con un aumento de 0,5%. La cantidad de dispersante se mantuvo constante, de acuerdo con el trabajo de Moreno [8], que afirma que 1 g es la cantidad necesaria para mantener una suspensión dispersa de alúmi-na.…”

“…En la Figura 6 se evidencia la mayor resistencia a la compresión que presentan las estructuras con formulación de 65% de sólidos y 6,5 g de ligante, resultado que respalda afirmaciones encontradas en la literatura [3,8,12]. La mayor resistencia a la compresión alcanzada por esta suspensión fue de 0,060 MPa, mientras que la otra formulación (62,5%, 7,5 g) fue de 0,046 MPa.…”