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Título: Estudo da obtenção de cerâmica composta de alumina e beta alumina sódica utilizando-se resíduo cerâmico de velas de ignição e pó químico de extintores de incêndio
Autor(es): Palma, Aldemiro José Rocha
Palavras-chave: Vela de ignição;Alumina;Beta alumina sódica;Extintor de pó químico;Reaproveitamento
Data do documento: 30-Jan-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: PALMA, Aldemiro José Rocha. Estudo da obtenção de cerâmica composta de alumina e beta alumina sódica utilizando-se resíduo cerâmico de velas de ignição e pó químico de extintores de incêndio. 2015. 140f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: Ceramic materials the alumina base are large industrial applications. They are required for these products, specific characteristics obtained by following strict criteria during the manufacturing process. However, after life, not always these products are reused by a suitable waste management process. In ceramist context, advance research aimed at the reuse of waste aimed at obtaining ceramics and composite materials, with marked reduction of conventional raw materials. Aiming to generate scientific, technological and environmental contribution, this work studied to obtain a composite of alumina ceramic (Al2O3) and sodium beta alumina (NaAl11O17 ), and as starting materials the residue of the ceramic insulator of spark plugs, as a source alumina (Al2O3) powder and unusable sodium bicarbonate (NaHCO3) of fire extinguishers, as a source of sodium oxide (Na2O). The final ceramic product was obtained from a conventional mixture of sodium aluminum oxide in appropriate molar proportions. Sample spark plugs were obtained, discarded by lifetime, specific to a manufacturer, which, after passing through mechanical stress (grinding, magnetic purification, washing, drying and grinding the high energy), which resulted in residue powder with ceramic content of 84.34 % alumina (Al2O3), found by FRX chemical analysis, the phases present and identified by DRX. The dry chemical fire extinguisher, baking soda-based (NaHCO3) with expired, was obtained through direct collection of the waste generated during maintenance. Subjected to heat treatment at 120 °C , the NaHCO3 powder was decomposed in sodium oxide ( Na2O), which, subjected to chemical analysis (FRX) and mineralogical (DRX) revealed a content of 86.62 % sodium oxide (Na2O) . In the following steps the experimental procedure, chemical formulations were made on a molar basis of the starting material (1:9, 1:10 and 1:11 de Na2O/ Al2O3) inclusion of additives, milling parameters, sieve analysis, dilatometry, conformation of specimens, sintering in firing steps at 800 °C , 1000 °C and 1.200 °C with varying stays 30 , 60 and 120 minutes in each of the levels. The characterization of the final product was made by the following physical tests: water absorption, porosity, linear shrinkage, mineralogical analysis by DRX and microstructural analysis by MEV. A higher formation of sodium beta alumina (NaAl11O17), in sintered specimens in levels of 1.200 °C and 120 minutes, despite the prevailing coexistence of alpha phase alumina (Al2O3). From the results obtained opens up prospects for the reuse of waste studied in this work, the potter context and in other technological areas.
metadata.dc.description.resumo: A produção de materiais cerâmicos de alumina encontra grandes aplicações industriais. São requeridos para esses produtos, níveis elevados de desempenhos tecnológicos obtidos pelos altos padrões no processo de fabricação. Contudo, após vida útil, esses são geralmente descartados de forma elementar, nem sempre reaproveitados por um processo adequado de gerenciamento de resíduos. No contexto ceramista são crescentes as pesquisas direcionadas para a utilização de resíduos na formulação de massas cerâmicas com a finalidade de reduzir quantidades de matérias primas convencionais. Objetivando gerar contribuições científica, tecnológica e ambiental, o presente trabalho consistiu na síntese da cerâmica beta alumina sódica (Na-b-Alumina), tendo como materiais de partida o chamote do isolador cerâmico de velas de ignição inservíveis, fonte de alfa alumina (a-Al2O3) e o bicarbonato de sódio (NaHCO3), fonte de óxido de sódio (Na2O), obtido do resíduo gerado pelo processo de manutenção de extintores de incêndio do tipo pó químico. A beta alumina sódica foi obtida a partir de mistura convencional dos óxidos de alumínio e sódio em proporções molares adequadas. Foi realizada a coleta das velas inservíveis e tratamentos físicos através de choques mecânicos, moagem, purificação magnética, lavagem, secagem e nova moagem a alta energia para a produção do pó de chamote, o qual, por evidência, apresentou alto teor de a-alumina (84,34%) constatado por análise química FRX e das fases presentes por DRX. De forma semelhante, análises de FRX e DRX constataram elevados teores de óxido de sódio (86,62%) no resíduo de pó químico utilizado nos extintores. As etapas do procedimento experimental se seguiram com a definição e formulação química em base molar dos materiais de partida (1:9; 1:10 e 1:11 Na2O/Al2O3), inclusão de aditivos, parâmetros de moagem, análise granulométrica, dilatometria, conformação dos corpos de prova, sinterização e caracterização do produto final através de análises física de absorção de água, porosidade aparente, retração linear, DRX e MEV. Os produtos cerâmicos obtidos na temperatura de queima a 1.200 oC e base molar de 1:10 (Na2O/Al2O3), evidenciaram maior presença da fase beta alumina sódica, em presença de uma segunda fase (a-alumina), com propriedades dentro dos parâmetros técnicos exigidos. A partir dos resultados obtidos, foram propostos novos estudos e aplicações na confecção cerâmicas utilizadas em equipamentos laboratórios, sensores de gases e componentes elétricos, dentro outros.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/21131
Aparece nas coleções:PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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