Mostrar el registro sencillo del ítem
Cerâmicas refratárias macroporosas derivadas de espumas ultraestáveis estabilizadas com partículas cerâmicas
dc.contributor.author | Santos Junior, Tiago dos | |
dc.date.accessioned | 2020-11-23T10:32:31Z | |
dc.date.available | 2020-11-23T10:32:31Z | |
dc.date.issued | 2020-11-03 | |
dc.identifier.citation | SANTOS JUNIOR, Tiago dos. Cerâmicas refratárias macroporosas derivadas de espumas ultraestáveis estabilizadas com partículas cerâmicas. 2020. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13475. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13475 | |
dc.description.abstract | Innovation on materials for heat conservation in high-temperature industrial processes is seen as an important strategy for Energy Efficiency. Fundamental studies can support the development of these materials and the adoption of processing routes resulting in lower environmental impact should be considered to produce them. This thesis presents the development of Al2O3-based refractory macroporous ceramics prepared by direct foaming with the help of mechanoquantum simulations. Liquid foams stabilised with Al2O3 particles were developed after partial hydrophobisation of their surfaces with nontoxic amino acids. These foams attained extended lifetime and were stable for more than 100 hours. To produce solid samples derived from them, a binder based on calcium aluminate cement was developed based on mechano-quantum simulations. This binder is comprised of an aqueous suspension of calcium aluminate particles stabilised by gluconate, a non-toxic molecule. The hydration reactions of calcium aluminates were reactivated with a weak organic acid and allowed the production of solid samples with elevated porosity (≥ 70%) and cold crushing strength reaching 30 MPa after thermal treatment. Also, the in situ formation of a phase with lower volumetric density was studied to counteract the volumetric shrinkage of solid samples after firing. Calcium carbonate was used and, after processing at 1600°C for 5 hours, calcium hexaluminate (CA6) was identified. The formation of this phase helped to reduce the linear shrinkage from values close to 19% down to 4% maintaining the total porosity above 80%. The results presented in this thesis pointed out that the combination of computational techniques on quantum level and experimental routes can favour the development of new materials and advanced technologies combining superior performance and a higher commitment to the environment. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Espumas ultraestáveis | por |
dc.subject | Cerâmicas refratárias macroporosas | por |
dc.subject | Cimento de aluminato de cálcio | por |
dc.subject | Espumas estabilizadas com partículas | por |
dc.subject | Simulações mecânico-quânticas | por |
dc.subject | Ultrastable foams | eng |
dc.subject | Macroporous refractory ceramics | eng |
dc.subject | Calcium aluminate cement | eng |
dc.subject | Particle stabilised foams | eng |
dc.subject | Mechano-quantum simulations | eng |
dc.title | Cerâmicas refratárias macroporosas derivadas de espumas ultraestáveis estabilizadas com partículas cerâmicas | por |
dc.title.alternative | Refractory macroporous ceramics derived from ultrastable particle stabilised foams | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Pandolfelli, Victor Carlos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7369376873984839 | por |
dc.description.resumo | A inovação em materiais para conservação do calor em processos industriais operantes em elevadas temperaturas é uma importante estratégia para a Eficiência Energética. Estudos fundamentais podem apoiar o desenvolvimento de novos materiais refratários e a adoção de rotas de processamento que causem menor impacto ambiental também deve ser um compromisso social. Esta tese apresenta o desenvolvimento de cerâmicas refratárias macroporosas à base de Al2O3 por meio da técnica de espumação direta. Baseando-se em simulações mecânico-quânticas, espumas líquidas estabilizadas com partículas de Al2O3 foram desenvolvidas por meio da hidrofobização parcial de suas superfícies com aminoácidos atóxicos. Tais espumas apresentaram longo tempo de vida, sendo estáveis por mais de 100 horas. Para a produção de sólidos com resistência mecânica adequada ao manuseio, um ligante baseado em cimento de aluminato de cálcio foi desenvolvido, também com suporte de simulações mecânico-quânticas. Tal ligante consiste em uma suspensão aquosa de partículas de cimento cuja estabilidade é devida à ação do gluconato, uma molécula atóxica. As reações de hidratação dos aluminatos de cálcio foram reativadas com o uso de um ácido orgânico fraco, e permitiram a produção de corpos cerâmicos com elevada porosidade (≥ 70%), com resistência mecânica à compressão uniaxial atingindo 30 MPa. Também se investigou a formação de uma fase de menor densidade volumétrica para a redução da retração volumétrica durante a queima. Carbonato de cálcio foi utilizado e, após processamento a 1600°C por 5 horas, a fase hexaluminato de cálcio (CA6) se formou, contribuindo para a redução da retração, de 19% para 4%, mantendo a porosidade total superior a 80%. Os resultados desta tese demonstram que a associação de técnicas computacionais a nível quântico e técnicas experimentais favorecem o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias avançadas que associem desempenho avançado e maior comprometimento com o meio-ambiente. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | Capes: 88882.332705/2019-01 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7913769019155890 | por |