Dissertação
Estudo do processamento da alumina como gradiente funcional de porosidade pelo método de consolidação por amido
Registro en:
MEIRA, Luiza Maria de Castro. Estudo do processamento da alumina como gradiente funcional de porosidade pelo método de consolidação por amido. 2021.Dissertaçao (Mestrado em Engenharia e Ciências dos Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2021.
Autor
Meira, Luiza Maria de Castro
Institución
Resumen
This work aimed to study the starch consolidation casting technique in the production
of monolithic and layered porous alumina ceramics. Suspensions were produced using
alumina, corn starch, distilled and deionized water and ammonium polyacrylate
dispersant. Solids’ volume were fixed at 40%, with an amount of starch varying from 5
to 15% in volume. The samples were consolidated at 70 and 80oC and sintered at
1500°C. Characterization was made by shrinkage measures, apparent porosity,
mercury porosimetry, microstructure analysis and mechanical behavior under
compression. Monolithic samples were also produced by uniaxial pressing, using
starch as a sacrifice phase, for comparison. Starch gelling was observed by optical
microscopy, showing the swelling of the granules with the water absorption. The
shrinkage was higher for the samples consolidated at higher temperature (80°C), with
consequently higher densities for them. Porosity had the opposite behavior, with higher
values for monolithic samples consolidated at 70°C. The increase in porosity
generated a decrease in mechanical strength, but in general, the values obtained in
the compression test were very significant, approaching 210 MPa for monolithic
samples consolidated at 80°C and 60 MPa for layered samples produced by Starch
Consolidation Casting. A toughening effect was observed in the sample fracture test.
In layered samples, it was possible to observe the differentiation in the amount of
porous between layers and interfaces were presented without cracks and
imperfections. RESUMO
Este trabalho objetivou o estudo da técnica de consolidação por amido na produção de cerâmicas de alumina porosa monolíticas e em camadas. As suspensões foram produzidas utilizando alumina, amido de milho, água destilada e deionizada e o dispersante poliacrilato de amônio. O volume de sólidos foi fixado em 40%, com quantidade de amido variando de 5 a 15% em volume. As amostras foram consolidadas em 70 e 80°C e sinterizadas a 1500°C. A caracterização foi feita por medidas de retração, porosidade aparente, porosimetria de mercúrio, análise microestrutural e comportamento mecânico sob compressão. Também foram produzidas amostras monolíticas por prensagem uniaxial, utilizando o amido como fase de sacrifício, para comparação. A gelatinização do amido foi observada por microscopia ótica, evidenciando o inchaço dos grânulos com a absorção da água. A retração se mostrou maior para as amostras consolidadas em temperatura maior (80°C), com densidades consequentemente maiores para as mesmas. A porosidade teve comportamento contrário, com valores maiores para as amostras monolíticas consolidadas em 70°C. O aumento de porosidade gerou diminuição na resistência mecânica, mas no geral, os valores obtidos no ensaio de compressão se mostraram muito significativos, se aproximando de 210 MPa para as amostras monolíticas consolidadas a 80°C e de 60 MPa para as amostras em camadas produzidas pelo método de consolidação por amido. Foi observado um efeito de tenacificação no ensaio de fratura das amostras. Nas amostras em camadas, foi possível observar a diferenciação na quantidade de poros entre as camadas e as interfaces se apresentaram sem trincas e imperfeições. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior