Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-06T18:07:52Z
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Previous issue date: 2014 / Whiskers são fibras cerâmicas com elevado grau de perfeição cristalina e com resistências próximas à teórica. Possuem uma característica denominada razão de aspecto – razão entre o comprimento e a espessura – que, quanto maior for esta razão, mais resistente e isento de defeitos são os whiskers. Whiskers de mulita foram obtidos pela decomposição térmica de pós de topázio natural [Al2SiO4(OH1-x,Fx)2] puros e dopados com 3 e 5% em peso de La2O3 e Y2O3 e verificados quanto ao comportamento da razão de aspecto dos whiskers formados. Na maioria das pesquisas cita os whiskers formados na superfície externa de uma amostra e pouco se declara sobre os whiskers que são formados no interior desta mesma amostra, mas quase nada se fala a respeito de como separar estes whiskers. Neste trabalho foi feito um estudo com o objetivo de obter uma maior formação de whiskers no interior das amostras e a desagregação destes whiskers para aplicações em materiais compósitos. As amostras de pós de topázio puros e dopados com óxidos de terras raras foram inicialmente misturadas mecanicamente e, amido foi adicionado em uma parte destas amostras. As amostras foram sinterizadas nas temperaturas de 1300 e 1400°C por 1h, na forma compactada e não compactada. A microestrutura da mulita formada foi caracterizada por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a caracterização das fases formadas foi realizada pela análise de difração de raios-X (DRX). Os whiskers de mulita puros e dopados apresentaram uma razão molar Al2O3:SiO2 próxima a 2:1, rica em alumina. A adição de óxidos de terras raras reduziu a razão de aspecto e a temperatura de mulitização do topázio. Todo La2O3 foi incorporado pela mulita durante a decomposição térmica do topázio, mas o Y2O3 não foi inteiramente incorporado, uma parte formou as fases cristalinas Y2Si2O7 e Y2O3-δ, sendo δ = 0,33, conforme análise de DRX. As amostras sinterizadas sem compactação e as compactadas, mas misturadas com amido, foram as que apresentaram a maior formação interna de whiskers e também obtiveram a melhor desagregação destes whiskers. Entretanto, para as amostras dopadas com Y2O3 o desenvolvimento e a separação dos whiskers não foram possíveis. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Whiskers are ceramic fibers with a high degree of crystalline perfection and close to the theoretical resistance. They have a feature called aspect ratio - the ratio between the length and thickness - that the higher this ratio, the more sturdy and free of defects are whiskers. Mullite whiskers were obtained by thermal decomposition of powders of natural topaz [Al2SiO4(OH1-x Fx)2] pure and doped with 3 and 5% by weight of La2O3 and Y2O3, and verified the behavior of the aspect ratio of the whiskers formed. Most research speaks of whiskers formed on the external surface of a sample and says little about the whiskers that are formed within same sample, but almost no talk about how to separate these whiskers. In this work a study was done with the objective of obtaining a greater formation of whiskers within the samples and the disaggregation of these whiskers for applications in composite materials. The samples of powders of pure and doped topaz rare earth oxides are first mixed mechanically, and starch was added to some of these samples. The samples were sintered at temperatures 1300 and 1400°C for 1h, both compacted and loosed form. The microstructure of mullite formed was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and the characterization of phase formation was performed by analyzing X-ray diffraction (XRD). The whiskers of pure and doped mullite showed a molar ratio Al2O3: SiO2 close to 2:1, rich in alumina. The addition of rare earth oxides reduced aspect ratio and the temperature of mullitization topaz. All La2O3 was incorporated by mullite during thermal decomposition of topaz, but Y2O3 was not fully incorporated into a part formed crystalline phases Y2Si2O7 and Y2O3-δ, with δ = 0.33, according to XRD analysis. The samples sintered compacted and loosed, but mixed with starch, showed the most internal training whiskers and also obtained the best disaggregation of these whiskers. However, for samples doped with Y2O3 development and separation of whiskers was not possible.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/4356 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Monteiro, Renato Reis |
| Contributors | Sabioni, Antônio Claret Soares |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFOP, instname:Universidade Federal de Ouro Preto, instacron:UFOP |
| Rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 04/12/2014, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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