Preparação de compósitos alumina-mulita de baixo custo via sinterização reativa entre uma argila caulinítica da Paraíba e hidróxido de alumínio

Abstract

ResumoEste estudo aborda os efeitos do processamento na microestrutura e nas propriedades de compósitos alumina-mulita via sinterização reativa de uma mistura argila caulinítica e hidróxido de alumínio. Amostras prensadas a 40 MPa foram sinterizadas entre 1300 e 1600 °C. As propriedades tecnológicas foram determinadas em função da temperatura de sinterização. A avaliação das fases cristalinas e da microestrutura foi realizada por difração de raios X e microscopia eletrônica. Os resultados indicaram a obtenção de mulita e alumina a partir de 1300 °C. Para sinterizações acima de 1450 °C foram obtidos valores de porosidade aparente inferiores a 0,8% e tensão de ruptura à flexão superior a 40 MPa. Amostras com morfologia bimodal (grãos equiaxiais e alongados) e resistência mecânica de 70 MPa foram obtidas após sinterização a 1600 °C. Este estudo demonstra a possibilidade de preparar compósitos alumina-mulita de baixo custo e com propriedades tecnológicas compatíveis com as de cerâmicas produzidas por companhias com grande atuação no mercado internacional de produtos refratários. Palavras-chave: caulinita, mulita, alumina, microestrutura, propriedades tecnológicas. AbstractThis work aimed to evaluate the effects of processing on microstructure and properties of alumina-mullite composites via reactive sintering of a mixture of kaolinite clay and aluminum hydroxide. Cylindrical pellets were pressed at 40 MPa and sintered between 1300 and 1600 °C. The technological properties were determined as a function of sintering temperature. The evaluation of crystalline phases and microstructure was performed by X-ray diffraction and electron microscopy. Structural results indicate the attainment of mullite and alumina at 1300 °C. Apparent porosity below 0.8% and flexural strength higher than 40 MPa were obtained for sintering temperatures above 1450 °C. A flexural strength as high as 70 MPa was obtained after sintering at 1600 °C. This study demonstrates the possibility of preparing low cost alumina-mullite composites with technological properties compatible with those of ceramics produced by companies with large operations in the international market of refractory products.

Preparation of low-cost ceramic membranes for microfiltration using sugarcane bagasse ash as a pore-forming agent

“…The clay was essentially formed by silicon oxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ), as expected for kaolinite-type clay and red ceramics. The high content of SiO 2 (63.1 wt%) was due to the presence of kaolinite and quartz, as previously reported [15]. The predominance of Si, Al, Ca, and K oxides in the sugarcane bagasse ash was in good accordance with the crystalline phases indexed by X-ray diffraction.…”

Caracterização de argilas de novos jazimentos situados em Parelhas/RN, Brasil, visando aplicação na indústria cerâmica

“…As perdas observadas estão relacionadas com a evaporação de água, seja dos vazios, adsorvida ou combinada, queima da matéria orgânica e a perda das hidroxilas dos argilominerais componentes das amostras [4]. [26]. Além disso, foram identificados quartzo e feldspato na amostra A, enquanto as outras amostras apresentaram além de quartzo, a presença predominante da esmectita (JCPDS: 13-0135) entre 2,5° < 2θ < 7,5°, característico de argilas esmectíticas [24].…”

“…Esse comportamento é esperado para argilas com elevado teor de caulinita. Nessas temperaturas inicia-se a desidroxilação da caulinita, que consiste na remoção da água combinada, seguida da transformação em metacaulinita [26,[28][29]. Este resultado está em conformidade com o pico endotérmico fornecido pela curva DTA da amostra A. Em acréscimo, observa-se um pico exotérmico em 997°C na curva DTA da amostra A referente a formação inicial da mulita [26].…”

Elaboration and characterization of mullite-anorthite-albite porous ceramics prepared from Algerian kaolin

“…Indeed, low cost alumina-mullite composites have been produced in [20] via reactive sintering of kaolinite clay and aluminum hydroxide with flexural strength reaching 70 MPa for a sintering at 1600 °C. Recently, a pure-mullite based ceramics have been prepared by reactive sintering method from a mixture of kaolin and mica-rich kaolin waste [21].…”