Influência da nióbia no óxido de alumínio eletrofundido para aplicações abrasivas
Ano de defesa: | 2021 |
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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
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Resumo: | Abrasives are materials that have as main characteristics their cutting and grinding power. In its most common crystalline form, aluminum oxide, due to its high melting point, high hardness and mechanical resistance, is suitable for refractory and abrasive applications. With the increase in the consumption of abrasives and the market's need for more efficient grinding, polishing and cutting tools, this work aimed to verify the influence of niobium oxide on the physical chemical properties of electrofused aluminum oxide. Thus, the work addresses the electrofusion of calcined alumina with the addition of niobia, as well as a comparison of the mechanical properties of this material with emphasis on the abrasive characteristic, comparison with white fused aluminum oxide and brown fused aluminum oxide conventionally found in this market. The samples of the materials obtained were analyzed by X-Ray Diffraction and Fluorescence (DRX and FRX), wear test, instrumented nanohardness, real and bulk density, linear thermal expansion, refractoriness and microstructural characterization by Scan Electron Microscopy coupled to EDS. The results showed that the addition of niobia significantly influenced the increase in the abrasiveness of aluminum oxide, the wear test showed a removal of metallic material 6.6% higher than white fused aluminum oxide and 13.4% higher than brown fused aluminum oxide. Another important influence of the addition of Niobia in aluminum fused oxide was the increase in the thermal expansion coefficient and the reduction in refractoriness. While the white and brown aluminum oxides varied less than 1% of the initial length (at a temperature of 1250°C), the oxide with the addition of niobia presented a variation of 2.78% (at a temperature of 1174.8°C). Thus, it is proven in this work that niobia exerts a great influence on the physicochemical properties of fused aluminum oxides. |
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Passos, Edmilson Ricelli dosMorelli, Márcio Raymundohttp://lattes.cnpq.br/0172837599844991http://lattes.cnpq.br/98087780465077802022-10-06T12:58:35Z2022-10-06T12:58:35Z2021-07-29PASSOS, Edmilson Ricelli dos. Influência da nióbia no óxido de alumínio eletrofundido para aplicações abrasivas. 2021. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16813.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16813Abrasives are materials that have as main characteristics their cutting and grinding power. In its most common crystalline form, aluminum oxide, due to its high melting point, high hardness and mechanical resistance, is suitable for refractory and abrasive applications. With the increase in the consumption of abrasives and the market's need for more efficient grinding, polishing and cutting tools, this work aimed to verify the influence of niobium oxide on the physical chemical properties of electrofused aluminum oxide. Thus, the work addresses the electrofusion of calcined alumina with the addition of niobia, as well as a comparison of the mechanical properties of this material with emphasis on the abrasive characteristic, comparison with white fused aluminum oxide and brown fused aluminum oxide conventionally found in this market. The samples of the materials obtained were analyzed by X-Ray Diffraction and Fluorescence (DRX and FRX), wear test, instrumented nanohardness, real and bulk density, linear thermal expansion, refractoriness and microstructural characterization by Scan Electron Microscopy coupled to EDS. The results showed that the addition of niobia significantly influenced the increase in the abrasiveness of aluminum oxide, the wear test showed a removal of metallic material 6.6% higher than white fused aluminum oxide and 13.4% higher than brown fused aluminum oxide. Another important influence of the addition of Niobia in aluminum fused oxide was the increase in the thermal expansion coefficient and the reduction in refractoriness. While the white and brown aluminum oxides varied less than 1% of the initial length (at a temperature of 1250°C), the oxide with the addition of niobia presented a variation of 2.78% (at a temperature of 1174.8°C). Thus, it is proven in this work that niobia exerts a great influence on the physicochemical properties of fused aluminum oxides.Abrasivos são materiais que apresentam como características principais o seu poder de corte e desbaste. Na forma cristalina mais comum, o óxido de alumínio fundido devido ao alto ponto de fusão, elevada dureza e resistência mecânica, torna-se adequado para sua aplicação em refratários e abrasivos. Com aumento do consumo de abrasivos e a necessidade do mercado em ferramentas de desbaste, polimento e corte mais eficientes, este trabalho teve como objetivo verificar a influência do óxido de nióbio nas propriedades químicas, físicas e mecânicas do óxido do alumínio eletrofundido. Desta forma, o trabalho aborda a eletrofusão da alumina calcinada com adição de nióbia, assim como uma comparação das propriedades mecânicas, com ênfase na característica abrasiva, em relação ao coríndon fundido branco e coríndon fundido marrom encontrados convencionalmente nesse mercado. As amostras dos materiais obtidos foram analisadas por meio das técnicas de Difração e Fluorescência de Raios X (DRX e FRX), ensaio de desgaste, nanodureza instrumentada, densidade real e aparente, coeficiente de expansão térmica linear, refratariedade e caracterização microestrutural via Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada ao EDS. Os resultados mostraram que a adição da nióbia influenciou significativamente no aumento da abrasividade do óxido de alumínio fundido, apresentando no ensaio de desgaste uma remoção de material metálico 6,6% superior ao óxido de alumínio fundido branco e 13,4% superior ao óxido de alumínio fundido marrom. Outra influência significativa da adição da nióbia ao óxido de alumínio fundido foi o aumento do coeficiente de expansão térmica e a redução de refratariedade. Enquanto os coríndons fundidos branco e marrom variaram menos de 1% do comprimento inicial (em temperatura de 1250°C), o córindon fundido com adição de nióbia apresentou variação de 2,78% (em temperatura de 1174,8°C). Dessa forma fica comprovado neste trabalho que a nióbia exerce grande influência nas propriedades físicas, mecânicas e químicas dos coríndons fundidos.porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAlumina eletrofundidaNióbiaPropriedades mecânicasMicroestruturaAbrasivosFused aluminaNiobiaMechanical propertiesAbrasivesMicrostructureENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSInfluência da nióbia no óxido de alumínio eletrofundido para aplicações abrasivasInfluence of niobia on fused alumina for abrasive applicationsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdfEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdfDissertaçãoapplication/pdf7499258https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/1/Edmilson%20Ricelli%20dos%20Passos%20-%20Tese.pdffee73e04c99fd5bec58774ea9d68f1e1MD51BCO carta comprovante autoarquivamento P.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento P.pdfCartaapplication/pdf457510https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20P.pdfb911d01e5d2099b9264b31a3bfb12d9dMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdf.txtEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain165047https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/4/Edmilson%20Ricelli%20dos%20Passos%20-%20Tese.pdf.txt31f0fabef2dce5203500e5c6d9f5b76bMD54BCO carta comprovante autoarquivamento P.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento P.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20P.pdf.txt68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD56THUMBNAILEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdf.jpgEdmilson Ricelli dos Passos - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5999https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/5/Edmilson%20Ricelli%20dos%20Passos%20-%20Tese.pdf.jpg16e22113e4a670de502eaa80963311cfMD55BCO carta comprovante autoarquivamento P.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento P.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12663https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16813/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20P.pdf.jpg4e1899c3b28b7d349b6d957373543815MD57ufscar/168132022-10-07 04:11:21.009oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16813Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T13:04:38.603656Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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