Ustulação, vitrificação e sinterizaçao

USTULAÇÃO:

Ustulação consiste em aquecer um sulfeto na presença de gás de oxigênio. Geralmente é utilizado para obtenção de metais como: chumbo, cobre, prata, zinco e mercúrio.

Geralmente na ustulação, procura-se transformar sulfetos em óxidos(I) ou sulfatos(II), segundo as respectivas equações(Onde, “Me” é o metal de interesse):

MeS + 1,5O2 => MeO + SO2

MeS + 2O2 => MeSO4

E também, óxidos em haletos, segundo a equação:

MeO + 2Cl2 => MeCl4 + 0,5O2.

O mercúrio é o único metal obtido por ustulação, a partir do HgS, e pode ser representado por:

HgS(s) + O2(g) => Hg(g) + SO2(g)

O gás empregado nas diferentes reações de ustulação varia; normalmente usa-se o oxigênio do ar com os sulfetos e cloro ou flúor com os óxidos. A ustulação dos sulfetos é realizada normalmente em uma temperatura abaixo do ponto de fusão das duas fases sólidas envolvidas, usualmente abaixo de 900-1000°C; porém de forma que as reações se realizem com uma velocidade suficiente, em geral acima dos 500-600°C. Na produção de sulfatos, a temperatura não pode ser muito elevada; idealmente, o tratamento deve ser conduzido entre 600 e 800°C, pois estas substâncias tendem a se decompor quando submetidas à temperaturas muito altas.

SINTERIZAÇÃO

A sinterização é um processo no qual pós com preparação cristalina ou não-cristalina, são compactados e submetidos a altas temperaturas mas ligeiramente menores que a sua temperatura de fusão. Este processo altera a estrutura microscópica do elemento base. Isto ocorre devido a um ou mais métodos chamados "mecanismos de transporte" que podem ser consecutivos ou concorrentes. O objetivo é obter uma peça sólida coerente.

Várias reações no estado sólido do elemento ocorrem, durante o processo de sinterização, que são ativadas termicamente. Algumas ocorrem de forma espontânea quando a base atinge uma dada temperatura. Um fator determinante nessas reações é a quantidade de fundentes a qual é usada no processo. O fenômeno da sinterização pode ser explicado da seguinte maneira:

Adesão inicial das partículas metálicas, cujos pontos de contato aumentam com a temperatura sem que, nessa fase inicial, ocorra qualquer contração de volume e apenas com pequena influência na difusão superficial: à medida que aumenta a temperatura, ocorre um aumento da densidade, acompanhado de esferoidização e progressivo fechamento dos vazios; finalmente, mediante uma difusão nos contornos dos grãos, desaparecem os últimos vazios arredondados e isolados.

Na realidade, o processo de sinterização baseia-se na ligação atômica entre a superfície de partículas vizinhas.

VITRIFICAÇÃO

A porcelana, produtos estruturais de argila, alguns componentes eletrônicos entre outros produtos cerâmicos possuem uma fase vítrea. Esta fase funciona como um meio de reação que possibilita que a difusão ocorra a menores temperaturas do que na maioria dos