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Previous issue date: 2016-04-22 / Refractory ceramics are ceramic materials which have among its main features the ability to withstand high temperatures without melting or decomposed and to remain non-reactive and inert when exposed to harsh environments. These characteristics define the purposes for which these materials are proposed, which can be highlighted applications linings, heat treatment and refining of metals, manufacture of glass and power generation. With the constant evolution of the refractory industry, increasingly necessary it becomes the search for technological means to bring improvements to the cost / benefit ratio of the materials produced. The use of natural raw materials is a point of extreme importance in the refractory industry, since these raw materials are found in deposits scattered in the earth's crust. The mullite (3Al2O3.2SiO2) is an alumino-silicate that due to its special properties has been described as one of the most important refractory ceramic of today. The kaolin waste obtained in the second step of the primary kaolin processing can be used as a source for synthesizing mullite. In this context, this study aimed to use the mixture design (kaolin, kaolin waste and alumina) to obtain mullite based refractory ceramics. The samples were pressed and sintered between 1300 and 1550 °C and then subjected to the determination of physical and mechanical properties, characterization of crystalline phases by XRD and microstructural analysis by SEM. The results indicated obtaining mullite from 1300 °C. It was observed that the mullitization process was affected by the concentration of the raw materials and the sintering temperature. In compositions rich in kaolin waste the sintering mechanism by liquid phase favors the densification process. A specific formulation, containing 50 wt.% of kaolin and 50 wt.% of kaolin waste (mica-rich) had twice the mechanical strength of pure kaolin after sintering at 1300 °C. This study demonstrated the possibility of obtaining mullite with up to 94% of relative density through reactive sintering of kaolin/residue kaolin/alumina mixtures at temperatures as low as 1300 °C. / Cerâmicas refratárias são materiais cerâmicos que possuem entre suas principais características a capacidade de resistir a temperaturas elevadas sem fundir-se ou decompor-se e de permanecerem não reativos e inertes quando expostos a ambientes severos. Tais características definem os fins aos quais estes materiais se propõem, podendo-se destacar aplicações em revestimentos de fornos, tratamentos térmicos e refino de metais, fabricação de vidros e na geração de energia. Com a constante evolução da indústria refratária, torna-se cada vez mais necessária a busca de meios tecnológicos que tragam melhorias à relação custo/benefício dos materiais produzidos. O uso de matérias-primas naturais é um ponto de extrema importância na indústria de refratários, já que essas matérias-primas são encontradas em depósitos espalhados na crosta terrestre. A mulita (3Al2O3.2SiO2) é um alumino-silicato que em virtude de suas propriedades especiais tem se qualificado como uma das mais importantes cerâmicas refratárias da atualidade. O resíduo de caulim, obtido na segunda etapa do beneficiamento de caulins primários, pode ser utilizado na síntese de mulita. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo utilizar o delineamento de misturas (caulim, resíduo de caulim e alumina) para a obtenção de cerâmicas refratárias à base de mulita. Corpos de prova obtidos por prensagem uniaxial foram sinterizados entre 1300 e 1550 °C e, em seguida, submetidos à determinação das propriedades físico-mecânicas, caracterização de fases cristalinas por DRX e análise microestrutural por MEV. Os resultados indicaram a obtenção de mulita a partir de 1300 °C. Observou-se que o processo de mulitização foi afetado pela concentração das matérias-primas e pela temperatura de sinterização. Nas formulações ricas em resíduo de caulim o mecanismo de sinterização por fase líquida favoreceu o processo de densificação. Uma formulação específica, contendo 50 % de caulim e 50 % de resíduo de caulim (rico em mica), apresentou o dobro da resistência mecânica do caulim puro após sinterização a 1300 °C. Este estudo demonstrou a possibilidade de obter mulita com até 94% de densidade relativa via sinterização reativa de misturas caulim/resíduo de caulim/alumina a temperaturas tão baixas quanto 1300 °C.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8462 |
| Date | 22 April 2016 |
| Creators | Alves, Hugo Plínio de Andrade |
| Contributors | Macedo, Daniel Araújo de, Campos, Liszandra Fernanda Araújo |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFPB, Brasil, Engenharia de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6947083912145842489, 600, 600, 600, 7541462634075422518, 4518971056484826825 |
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