CONFECÇÃO DE UM CADINHO DE ALUMINA POR COLAGEM DE BARBOTINA

INTRODUÇÃO

A colagem de barbotina é um processo antigo, sendo praticado desde 1700 [1], é largamente utilizado na produção de peças cerâmicas tradicionais e avançadas, por se tratar de um método relativamente simples, de baixo investimento e confiável [2]. Normalmente é descrito como a consolidação de partículas de uma suspensão coloidal (barbotina), através da remoção da parte líquida por um molde absorvente (constituído de poros) [3].

O desenvolvimento da barbotina (pó cerâmico + água + aditivos de moldagem) se faz necessário para que as propriedades das peças fiquem de acordo com o esperado, diminuindo a possibilidade de ocorrer peças defeituosas devido a deposição das partículas no fundo do molde. O molde poroso utilizado para absorver a umidade e dar forma a peça deve possuir poros com tamanho médio menor do que o tamanho da partícula do pó cerâmico e sua fabricação feita cuidadosamente para que não ocorra impressão de defeitos na peça a ser fabricada ou paredes irregulares.

Para que a dispersão ocorra, é necessário que seja alcançada uma condição de equilíbrio entre as forças de atração e repulsão entre as partículas e a força de gravidade. A função do dispersante é evitar aglomerações de partículas, o que pode ser conseguido tornando-as eletricamente carregadas, assim quando as cargas das partículas são idênticas, há uma repulsão eletrostática entre elas. Se estas forças são suficientes para superar a atração de van der Waals, o sistema ficará bem disperso.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um cadinho a partir da colagem de barbotina utilizando pó de alumina calcinada (Al2O3), água destilada, defloculante e ligante (PVA) formando a barbotina e para a colagem foi necessário o molde de gesso com consistência pré-determinada construído pela equipe anteriormente, posteriormente pode-se analisar algumas das principais propriedades da peça após a sinterização, como porosidade aberta e retração.

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

2.1. ALUMINA

A alumina (Al2O3) é considerada uma cerâmica avançada, e é a mais utilizada nesse setor por oferecer bom desempenho em termos de resistência de uso, à corrosão e a alta dureza a um bom custo/benefício, oferecendo uma boa combinação de propriedades mecânicas e elétricas, o que favorece sua utilização em aplicações como: isoladores elétricos, substratos eletrônicos, refratários, abrasivos, próteses, entre outros.

Suas características são: boa resistência a corrosão (exceto ao ácido fluorídrico e bisulfato de potássio) [4], inércia química, isolamento elétrico, resistência a altas temperaturas(1500-1700ºC), alta dureza, boa estabilidade térmica, excelentes propriedades mecânicas [5].

O futuro da alumina demonstra-se brilhante. Grandes reservas, constantes melhorias nos processos produtivos visando baixo custo e alta qualidade, esforços em pesquisas e desenvolvimento de novos produtos e aplicações tem sido a força motriz para o grande interesse na alumina [6].

2.2. DEFLOCULANTES

Ao se adicionar a alumina em forma de pó em água, as partículas atraem-se mutuamente resultando em uma suspensão floculada, sendo assim o óxido de alumínio é considerado um material liofóbico [7]. A floculação ocorre devido às atrações de partículas com cargas contrárias conhecidas por forças de van der Waals, e assim, o papel do defloculante é produzir uma força contrária à de van der Waals [8].

A partir disso ocorrem as reações entre a alumina e a água formando:

AlOH(s) + H+(aq) = AlOH2+(s)

AlOH(s)+OH-(aq) = AlO-(s)+H2O(l)

A maior ou menor concentração de AlOH2+ ou AlO- determina a densidade de cargas superficiais que por sua vez dará origem à dupla camada elétrica. Quanto maior a densidade de cargas superficiais, maior será a espessura da dupla camada