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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35779| Title: | Cerâmicas porosas obtidas por Freeze-casting utilizando gelatina como modificador de poros. |
| Other Titles: | Porous ceramics obtained by Freeze-casting using gelatin as a pore modifier. Cerámica porosa obtenida por Liofusión utilizando gelatina como modificador de poros. |
| ???metadata.dc.creator???: | SANTOS, Larrisea Nathiere Rangel De Morais. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | MENEZES, Romualdo Rodrigues. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor2???: | CARTAXO, Juliana de Melo. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | LIRA, Hélio de Lucena. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | MOTA, Mariaugusta Ferreira. |
| Keywords: | Cerâmica porosa;Freeze-casting;Gelatina;Morfologia dos poros;Porous ceramic;Gelatin;Pore morphology;Fundición congelada;Morfología de los poros |
| Issue Date: | 18-Feb-2020 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | SANTOS, Larrisea Nathiere Rangel De Morais. Cerâmicas porosas obtidas por Freeze-casting utilizando gelatina como modificador de poros. 2020. 69 fl. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35779 |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Cerâmicas porosas obtidas por freeze-casting vêm sendo amplamente estudadas por possibilitarem a obtenção de materiais com elevada porosidade. No entanto, a maioria dos materiais obtidos apresentam poros anisométricos/orientados (lamelares e/ou dendríticos), o que é deletério para várias aplicações em potenciais envolvendo materiais porosos. Sendo assim, este trabalho tem por objetivo obter cerâmicas com alta porosidade através do processo freeze-casting, utilizando a gelatina como modificador da morfologia dos poros, visando eliminar o desenvolvimento de poros anisométricos/orientados. Utilizou-se alumina (Al2O3) e quartzo (SiO2), para a produção de cerâmicas porosas. Esses materiais foram caracterizados e usados na preparação de dispersões aquosas. Preparou-se dispersões com 30% e 40% em volume de sólidos. Utilizou-se poliacrilato de amônio, ácido oleico e hidróxido de amônio como aditivos e gelatina como agente modificador de poros. Adicionou-se 2,5%, em massa, de gelatina para as dispersões contendo 30% de sólidos e 1,5%, em massa, para as dispersões contendo 40% de sólidos. As dispersões permaneceram por 2 horas em moinho de bolas e foram vertidas em moldes e congeladas por 24 horas. Após o congelamento as amostras foram liofilizadas e sinterizadas a 1450°C. As cerâmicas produzidas foram caracterizadas por difração de raios X, análise térmica e microtomografia computadorizada e determinação de densidade aparente, porosidade aparente e resistência a compressão. As formulações apresentaram perda ao fogo inferior a 5%, evidenciando a baixa quantidade de orgânicos utilizados nas formulações e observou-se que a cerâmica final foi constituída por alumina, quartzo e cristobalita. A partir das microtomografias observou-se que a adição da gelatina alterou a morfologia dos poros de lamelar para esférica e que a adição do ácido oleico promoveu a formação de uma cerâmica com alta porosidade, de até 90%. Observou-se uma larga distribuição do tamanho de poros variando entre 20 – 2600 μm, no qual, obteve-se maiores porosidades para as amostras com menor carga sólida e maiores proporções de ácido oléico e hidróxido de amônio. Sendo assim, o processo freeze-casting foi eficaz em obter cerâmicas com elevada porosidade, além disso, a inclusão da gelatina no processo modificou com sucesso a morfologia dos poros. |
| Abstract: | Porous ceramics obtained by freeze-casting have been extensively studied because they make it possible to obtain materials with high porosity. However, most of the materials obtained have anisometric / oriented pores (lamellar and / or dendritic), which is harmful for several potential applications involving porous materials. Therefore, this work aims to obtain ceramics with high porosity through the freeze- casting process, using gelatin as a pore morphology modifier, aiming to eliminate the development of anisometric / oriented pores. Alumina (Al2O3) and quartz (SiO2) were used to produce porous ceramics. These materials were characterized and used in the preparation of aqueous dispersions. Dispersions with 30% and 40% by volume of solids were prepared. Ammonium polyacrylate, oleic acid and ammonium hydroxide were used as additives and gelatin as a pore modifying agent. 2.5% by weight of gelatin was added for dispersions containing 30% solids and 1.5% by weight for dispersions containing 40% solids. The dispersions remained for 2 hours in a ball mill and were poured into molds and frozen for 24 hours. After freezing, the samples were lyophilized and sintered at 1450 °C. The ceramics produced were characterized by X-ray diffraction, thermal analysis and computed microtomography and determination of apparent density, apparent porosity and resistance to compression. The formulations showed a loss in fire of less than 5%, evidencing the low amount of organics used in the formulations and it was observed that the final ceramic consisted of alumina, quartz and cristobalite. From the microtomographs, it was observed that the addition of gelatin changed the morphology of the lamellar pores to spherical and that the addition of oleic acid promoted the formation of a ceramic with high porosity, up to 90%. A large pore size distribution was observed, varying between 20 - 2600 μm, in which greater porosity was obtained for samples with less solid load and higher proportions of oleic acid and ammonium hydroxide. Thus, the freeze-casting process was effective in obtaining ceramics with high porosity, in addition, the inclusion of gelatin in the process successfully modified the pore morphology. |
| ???metadata.dc.description.resumen???: | Las cerámicas porosas obtenidas mediante liofilización han sido ampliamente estudiadas. ya que permiten obtener materiales con alta porosidad. sin embargo, el La mayoría de los materiales obtenidos presentan poros anisométricos/orientados (laminares). y/o dendrítico), que es perjudicial para varias aplicaciones potenciales que involucran materiales porosos. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo obtener cerámicas con alta porosidad a través del proceso de fundición por congelación, utilizando gelatina como modificador de la morfología de los poros, con el objetivo de eliminar el desarrollo de los poros anisométrico/orientado. Para la fabricación se utilizó alúmina (Al2O3) y cuarzo (SiO2). producción de cerámicas porosas. Estos materiales fueron caracterizados y utilizados en Preparación de dispersiones acuosas. Se prepararon dispersiones del 30% y 40% en volumen de sólidos. Se utilizaron poliacrilato de amonio, ácido oleico e hidróxido de sodio. amonio como aditivos y gelatina como agente modificador de poros. Agregado 2,5% en masa de gelatina para dispersiones que contengan 30% de sólidos y 1,5%, en masa, para dispersiones que contienen 40% de sólidos. los dispersos permanecieron durante 2 horas en un molino de bolas y se vertieron en moldes y congelado durante 24 horas. Después de la congelación, las muestras se liofilizaron y sinterizado a 1450°C. Las cerámicas producidas se caracterizaron por difracción. Análisis de rayos X, análisis térmico y tomografía microcomputada y determinación de densidad aparente, porosidad aparente y resistencia a la compresión. Hacia Las formulaciones mostraron una pérdida de fuego de menos del 5%, lo que demuestra la baja cantidad de compuestos orgánicos utilizados en las formulaciones y se observó que la cerámica La solución final estuvo compuesta por alúmina, cuarzo y cristobalita. De la microtomografía Se observó que la adición de gelatina cambió la morfología de los poros laminares a forma esférica y que la adición de ácido oleico promovió la formación de una cerámica con alta porosidad, hasta 90%. Una amplia distribución del tamaño de poros que varían entre 20 – 2600 μm, en los cuales se obtuvieron mayores porosidades para el muestras con menor carga sólida y mayores proporciones de ácido oleico e hidróxido de amonio. Por tanto, el proceso de liofilización resultó eficaz en la obtención de cerámica. con alta porosidad, además, la inclusión de gelatina en el proceso modificó mejorar con éxito la morfología de los poros. |
| Keywords: | Cerâmica porosa Freeze-casting Gelatina Morfologia dos poros Porous ceramic Gelatin Pore morphology Fundición congelada Morfología de los poros |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenheira de Materiais |
| URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/35779 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais. |
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