PROCESSAMENTO QUÍMICO DE ALUMINAS PARA A PRODUÇÃO DE PEÇAS CERÂMICAS.

Cláudia Terezinha Kniess (PG)¹, Luiz Fernando Dias Probst (PQ)²,

Ingeborg Kuhn (PQ) ³, Nivaldo Cabral Kuhnen (PQ) ¹.

1. Departamento de Engenharia Química - 2. Departamento de Química

3. Departamento de Engenharia de Materiais

Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC

palavras chaves : processamento, aluminas, cerâmica.

As novas e potenciais aplicações tecnológicas dos materiais descritos como “cerâmicas avançadas” têm estimulado o desenvolvimento de novas técnicas para a preparação de pós cerâmicos com características especiais. Tais técnicas geralmente fazem uso de uma rota de processamento químico envolvendo a química de soluções ou reações de fase gasosa. O desenvolvimento de uma microestrura adequada durante o processamento é a condição básica para que diversas propriedades desejadas em um material cerâmico avançado possam ser obtidas.

A precipitação química em solução homogênea é uma das técnicas de preparação de pós cerâmicos mais antigas, sendo ainda amplamente utilizada visto o equipamento de laboratório relativamente simples que exige e sua potencialidade no que diz respeito a produção de pós com características ideais; apresentam um elevado grau de homogeneidade química e estequiométrica, normalmente são finamente particulados e apresentam reatividade sinterabilidade melhoradas quando comparados aos pós obtidos por métodos convencionais¹. As composições de diferentes solutos em tais soluções são extremamente sensíveis a um número de parâmetros entre os quais o pH, a temperatura e natureza dos ânions presentes na solução onde a precipitação é efetuada.

As cerâmicas avançadas em alumina têm sido um dos materiais especiais que mais tiveram desenvolvimento e crescimento no consumo na última década, sendo seu uso importante em aplicações onde nenhum outro material apresenta resistência química ou mecânica². Sua aplicação tem se dado, principalmente, em altas temperaturas, situações onde se requer produtos de alta dureza superficial e resistências ao desgaste, resistência a fluência em temperaturas superiores a 1440⁰ C e inércia química perante ácidos e bases.

Sendo assim, o objetivo deste trabalho consiste no processamento químico de aluminas através do método de precipitação química em solução homogênea, para a produção de peças cerâmicas, onde parâmetros como o pH de precipitação serão avaliados. Para tal, utilizou-se uma solução de nitrato de alumínio preparada pela dissolução de 32g de Al(NO₃)₃ 9H₂O (RIEDER-DE-HAËN) em 30mL de água destilada. O agente precipitante utilizado foi o hidróxido de sódio, NaOH (BIOTEC), preparado a partir de 14g deste agente dissolvido em 200mL de água destilada. O controle do pH se fez através da introdução do eletrodo do pHmêtro na solução durante a precipitação, ou seja durante o gotejamento da solução de NaOH. Tal procedimento é finalizado quando alcançado o pH previamente desejado. Além do pH inicial, mediu-se também o pH da solução mãe após 24 e 48 horas de envelhecimento. Após o envelhecimento de 48 horas na solução mãe o precipitado foi filtrado sob vácuo, lavando o mesmo com água gelada durante a filtragem. O óxido de alumínio então obtido sofre calcinação a 1000⁰ C durante 6 horas.

As amostras preparadas, em diferentes valores de pH de precipitação, foram submetidas a análise de MEV e difração de raio-X (DRX).

Figura 1 - Micrografias obtidas por MEV das amostras Al₂O₃ O (pH = 9.30), Al₂O₃ P (pH = 10.25) e Al₂O₃ Q (pH = 11.20), respectivamente.

Através da análise qualitativa da figura 1, observa-se que a Al₂O₃ P, com um valor de pH intermediário, apresentou menor tamanho de partícula em comparação com as demais amostras. Esta também apresentou uma maior agregação das partículas, como também maior homogeneidade, em função do tamanho das mesmas.

O método de processamento químico apresentado, mostrou-se satisfatório na obtenção e variação dos parâmetros microestruturais de alumina somente pela variação do pH de precipitação. Os melhores resultados quanto a homogenidade e distribuição do tamanho de partículas foram conseguidos com pH igual a 10.25.

Referências Bibliograficas

1- STAINER, Daniel. Influências dos Parâmetros de processo na sinterabilidade de Elementos de Moagem em Alta Alumina. Tese de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, 1997.

2- ALUMINA CHEMICALS, SCIENCE ANA TECNOLOGY HANDBOOK. The American Ceramic Society, Inc. Westerville, Ohio (1995).