Avaliação do efeito da adição de opacificantes na microestrutura de cerâmicas refratárias macroporosas
| Ano de defesa: | 2023 |
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Universidade Federal de São Carlos
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
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| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22931 |
Resumo: | The refractory ceramic materials used in thermal insulation can be classified into three large groups: insulating bricks and concrete, fiber-based refractories and macroporous ceramics. Such macroporous ceramics, commonly present high porosity, controlled permeability, high chemical and dimensional stability at high temperatures, low density, and have aroused technological interest. Opacifying agents (e.g. SiC, TiO2, ZrSiO4) are usually added to macroporous refractory ceramics with the aim of increasing the absorption of infrared radiation and reducing the thermal conductivity in order to reduce the heat transfer by radiation and the conductivity total thermal at high temperatures. However, the introduction of these additives can generate side effects to the material properties. Thus, the present work aimed to obtain a better understanding of the manufacture of macroporous ceramics by the direct foaming processing route, as well as to evaluate the properties of macroporous ceramics based on alumina regarding the addition of opacifying agents ZnO, TiO2, Nb2O5 and the combination between them, being ZnO-TiO2 (equimolar) in concentrations of up to 2.8 mol%. For this, the different compositions were characterized according to their post-burning linear variation, total porosity, mechanical resistance, apparent density, quantitative mineralogical composition, refractoriness under load and microstructural analysis from the scanning electron microscope. |
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Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22931.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22931The refractory ceramic materials used in thermal insulation can be classified into three large groups: insulating bricks and concrete, fiber-based refractories and macroporous ceramics. Such macroporous ceramics, commonly present high porosity, controlled permeability, high chemical and dimensional stability at high temperatures, low density, and have aroused technological interest. Opacifying agents (e.g. SiC, TiO2, ZrSiO4) are usually added to macroporous refractory ceramics with the aim of increasing the absorption of infrared radiation and reducing the thermal conductivity in order to reduce the heat transfer by radiation and the conductivity total thermal at high temperatures. However, the introduction of these additives can generate side effects to the material properties. Thus, the present work aimed to obtain a better understanding of the manufacture of macroporous ceramics by the direct foaming processing route, as well as to evaluate the properties of macroporous ceramics based on alumina regarding the addition of opacifying agents ZnO, TiO2, Nb2O5 and the combination between them, being ZnO-TiO2 (equimolar) in concentrations of up to 2.8 mol%. For this, the different compositions were characterized according to their post-burning linear variation, total porosity, mechanical resistance, apparent density, quantitative mineralogical composition, refractoriness under load and microstructural analysis from the scanning electron microscope.Os materiais cerâmicos refratários utilizados em isolamento térmico podem ser classificados em três grandes grupos: tijolos e concretos isolantes, refratários à base de fibras e cerâmicas macroporosas. Tais cerâmicas macroporosas, comumente apresentam alta porosidade, permeabilidade controlada, alta estabilidade química e dimensional em altas temperaturas, baixa densidade, e tem despertado interesse tecnológico. Geralmente são adicionadas as cerâmicas refratárias macroporosas agentes opacificadores (e.g. SiC, TiO2, ZrSiO4) sendo essa adição à matriz cerâmica com o intuito de aumentar a absorção de radiação infravermelho e reduzir a condutividade térmica visando a redução da transferência de calor por radiação e a condutividade térmica total em altas temperaturas. Contudo, a introdução destes aditivos pode gerar efeitos secundários às propriedades do material. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo obter um melhor entendimento sobre a fabricação de cerâmicas macroporosas pela rota de processamento de espumação direta, bem como avaliar as propriedades de cerâmicas macroporosas a base de alumina quanto a adição dos agentes opacificantes ZnO, TiO2, Nb2O5 e a combinação entre eles, sendo o ZnO-TiO2 (equimolares) em concentrações de até 2,8 mol%. Para isto, as diferentes composições foram caracterizadas quanto a sua variação linear pós-queima, porosidade total, resistência mecânica, densidade aparente, composição mineralógica quantitativa, refratariedade sob carga e análise microestrutural a partir do microscópio eletrônico de varredura.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Processo nº 88887.511893/2020-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)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/openAccessCerâmica refratáriaMacroporososOpacificantesRefractory ceramicsMacroporousOpacifiersENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSAvaliação do efeito da adição de opacificantes na microestrutura de cerâmicas refratárias macroporosasEvaluation of the effect of the addition of opacifiers on the microstructure of macroporous refractory ceramicsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdfPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdfapplication/pdf2935017https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/daa1e96b-c3e3-44d4-b995-8339482477f0/download16c5ee8ae3944cb4fb36341db45772a1MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8906https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/738f990f-2896-4361-81cf-15194fe64722/downloadfba754f0467e45ac3862bc2533fb2736MD52falseAnonymousREADTEXTPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdf.txtPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain103618https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/535a3ea7-0b4e-4f3d-bac5-91caf846d455/download0e8c00f33d11738a8fbe527343dcd56cMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdf.jpgPriscylla Ferreira dos Santos - Dissertação.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4102https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d7720fa2-96a8-4eeb-acd9-f2988712fb75/download8711a6db9bccba129c5b45dc48791c2dMD54falseAnonymousREAD20.500.14289/229312025-10-22T03:04:29.447144Zhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22931https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-10-22T03:04:29Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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