Estudo dos mecanismos de trincamento em agregado de magnésia-cromo eletrofundido e alternativas sem Cr

dc.contributor.advisor-co1Pandolfelli, Victor Carlos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7369376873984839
dc.contributor.advisor1Coury, Francisco Gil
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8609825406277730
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0457-2087
dc.contributor.authorRibeiro, Gabriela Bugni
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8837690850853202
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-0312-7042
dc.contributor.refereeAlmeida, Juliana Mara Pinto de
dc.contributor.refereeWolf, Witor
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7830925338249360
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9656544805116765
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0003-4809-6278
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-8919-140X
dc.date.accessioned2026-10-23T17:48:41Z
dc.date.issued2025-03-06
dc.description.abstractThere is a need in the metallurgical industry for refractory materials with good physical and chemical properties. In this context, magnesia-chrome ceramics, composed of magnesium oxide (MgO) and chromium oxide (Cr₂O₃), emerged as an efficient solution for various applications starting in the 1960s, due to their good resistance to corrosion and thermal shock damage. However, there is a growing concern regarding the use of these refractories due to the release of hexavalent chromium, a toxic and carcinogenic compound for humans. In this study, the microstructures of electrofused magnesia-chrome aggregate (EMCA) and two alternative compositions (Composition 1 and Composition 3) – containing iron oxide and magnesium oxide – were investigated, focusing on crack formation and their associated mechanisms. Experimental results indicate that the sequence of materials with the highest occurrence of cracks is: EMCA > Composition 3 > Composition 1. This behavior suggests that the variation in lattice parameters between the phases has a greater influence on crack nucleation than the difference in thermal expansion coefficients. A smaller critical radius for the interface to become incoherent generates higher stresses in the matrix, promoting a greater accumulation of dislocations and, consequently, the occurrence of the Zener Stroh mechanism. Thus, this study contributes to the understanding of the factors affecting thermal shock resistance in these materials, providing a foundation for the development of more efficient and sustainable refractory solutions.eng
dc.description.resumoHá uma necessidade da indústria metalúrgica por materiais refratários com boas propriedades físicas e químicas. Neste contexto, as cerâmicas de magnésia cromo, compostas por óxidos de magnésio (MgO) e cromo (Cr2O3), foram uma solução eficiente em diversas aplicações a partir dos anos 1960, devido à sua boa resistência à corrosão e ao dano por choque térmico. No entanto, há um apelo para a diminuição do uso destes refratários devido à liberação de cromo hexavalente, um composto tóxico e carcinogênico aos seres humanos. Neste trabalho, foram investigadas as microestruturas do agregado de magnésio cromo eletrofundido (AMCE) e de duas composições alternativas (Composição 1 e 3) - contendo óxido de ferro e óxido magnésio - analisando a formação de trincas e seus mecanismos associados. Os resultados experimentais indicam que a sequência de materiais com maior ocorrência de trincas é: AMCE > Composição 3 > Composição 1. Esse comportamento sugere que a variação do parâmetro de rede entre as fases tem maior influência na nucleação de trincas do que a diferença no coeficiente de expansão térmica. O menor raio crítico para que a interface se torne incoerente gera tensões mais elevadas na matriz, promovendo um maior acúmulo de discordâncias e, consequentemente, a ocorrência do mecanismo de Zener-Stroh. Assim, este estudo contribui para a compreensão dos fatores que afetam a resistência ao choque térmico desses materiais, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de refratários mais eficientes e sustentáveis.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId170341/2023-2.
dc.description.sponsorshipId88887.843481/2023-00
dc.identifier.citationRIBEIRO, Gabriela Bugni. Estudo dos mecanismos de trincamento em agregado de magnésia-cromo eletrofundido e alternativas sem Cr. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2025. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.14289/24881.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24881
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectCerâmicas refratáriaspor
dc.subjectMagnésia-cromopor
dc.subjectEspinéliopor
dc.subjectMicroestruturapor
dc.subjectTrincamentopor
dc.subjectMecanismo de Zener-Strohpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleEstudo dos mecanismos de trincamento em agregado de magnésia-cromo eletrofundido e alternativas sem Crpor
dc.title.alternativeStudy of cracking mechanisms in electrofused magnesia–chromite aggregate and chromium-free alternativeseng
dc.typeDissertação

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