Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/32428
Title: Produção de camadas porosas de diatomite pela técnica de processamento de cintas
Author: Vasconcelos, Pedro Vasco da Silva Magalhães e
Advisor: Ferreira, José Maria
Labrincha, João A.
Keywords: Processamento de cintas
Diatomites
Materiais porosos
Engenharia de materiais
Filmes finos de multicamadas
Defense Date: 1997
Abstract: O processamento coloidal continua a ser um bom método para diminuir em grande medida o problema das heterogeneidades microestruturais, através da manipulação e controlo das forças intersuperficiais. Neste trabalho de investigação pretende-se aplicar esta técnica à diatomite, visando a produção de camadas porosas. O material em estudo, diatomite pré-calcinada (Sociedade Anglo-Portuguesa de diatomite, Óbidos, Portugal) apresentou, após moagem em húmido, características dimensionais e morfológicas promissoras de uma resposta positiva a este desafio. Tratando-se de um material natural, cujo processamento em meio aquoso não levanta problemas ambientais, pretende-se com este estudo dar um contributo para a valorização de uma matéria com reduzido interesse comercial. A produção de filmes pela técnica de processamento de cintas ("tape casting") está a dar os primeiros passos no nosso país através dos trabalhos de investigação levados a cabo no Departamento de Cerâmica e Vidro da Universidade de Aveiro. Esta técnica tem sido aplicada com o fim de obter materiais de elevada densidade relativa para aplicações direccionadas para a área da Electrónica. Nesta investigação pretendeu-se aplicá-la a materiais com características diferentes dos tradicionais, isto é com estrutura porosa. Trata-se pois de um estudo pioneiro relativamente a esta técnica que visa testar a sua aplicação num material natural com uma microestrutura favorável para aplicações na área da filtração, designadamente na produção de membranas. A parte experimental pode dividir-se em três partes fundamentais. Na primeira parte fez-se a caracterização prévia do material pulverizado e estudou-se o processamento da diatomite por enchimento de barbotina, como forma de aceder a um controlo reológico prévio das suspensões. Procedeu-se a um estudo cuidado da microestrutura do pó cerâmico e da reologia das suspensões em meio aquoso, para se atingir uma adequada compreensão da fenomenologia associada. Constatou-se que as propriedades e a microestrutura do pó cerâmico influenciam significativamente as propriedades das suspensões. Por sua vez, estas últimas condicionam as microestruturas das camadas cerâmicas consolidadas através da técnica coloidal. As análises de porosimetria e microscopia electrónica de varrimento (SEM) permitiram caracterizar a microestrutura do produto obtido. Estudou-se a influência da granulometria na densidade de empacotamento, tamanho e distribuição dos poros. Com uma suspensão aquosa contendo 50% de sólidos e um teor de desfloculante (Dolapix CE64) de 0,7% (fracção ponderal relativa ao pó cerâmico), o empacotamento dos corpos sinterizados (1200ºC) variou entre 45 e 50%. Na segunda parte, desenvolveu-se o estudo do processamento de diatomite pela técnica de processamento de cintas. Levou-se a cabo uma investigação direccionada para a selecção de materiais, estudo reológico das suspensões e análise da microestrutura do filme depositado em verde. As dificuldades encontradas para obter uma suspensão ajustada à técnica de processamento de cintas, obrigou a um estudo reológico escalonado pelas diferentes fases de adição de aditivos. As análises de porosimetria e SEM permitiram caracterizar a microestrutura do produto obtido. Estudou-se a influência do ligante na densidade de empacotamento, tamanho, distribuição dos poros e espessura de fissuração crítica (ECF). Com uma suspensão aquosa contendo 39,4% de sólidos (em peso) e um teor ponderal de ligante (Mowilith DM60P) de 25%, o empacotamento em verde das partículas foi de cerca 34%. A terceira parte refere-se à produção de compactos multi-camada porosos pelas técnicas de processamento de cintas e termoprensagem. Submetendo os compactos multicamada de diatomite a um tratamento térmico de sinterização a 1200°C, obtiveram-se membranas porosas com cerca de 0,6 mm de espessura e com excelente resistência mecânica à flexão em 4 apoios (57 MPa). Apesar da ampla distribuição de tamanhos inicial das partículas de diatomite, após a fase de sinterização, obteve-se uma microestrutura homogénea com uma porosidade de tipo aberto de cerca de 44% e uma distribuição de tamanhos de poros consideravelmente estreita, localizada entre 0,3 e 0,6 μm. A análise das microestruturas obtidas durante as fases de processamento da diatomite (conformação em verde, termoprensagem e sinterização) permitiu criar um modelo da evolução da microestrutura e da porosidade. Nos estudos de permeabilidade recorreu-se ao modelo de Poiseuille como referência para uma melhor compreensão do respectivo comportamento à passagem de um fluxo de ar, e avaliação das variáveis morfológicas influentes.
URI: http://hdl.handle.net/10773/32428
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DEMaC - Dissertações de mestrado

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