Estudo da adição de nanomateriais na deformação piroplástica de uma massa de gres porcelanato
| Título | Estudo da adição de nanomateriais na deformação piroplástica de uma massa de gres porcelanato | pt_BR |
| Autor | Lorenzi, Vicente | |
| Orientador | Peterson, Michael | |
| Coorientador | Dal Bó, Alexandre Gonçalves | |
| Resumo / Abstract | O presente trabalho apresenta um estudo sobre à adição de nanomateriais a base de sílica e boemita e seus efeitos na deformação piroplástica de uma massa de porcelanato. Estes revestimentos cerâmicos são formados basicamente pela mistura de argilominerais, quartzo e feldspatos e apresentaram no decorrer dos últimos anos um dos maiores crescimentos em relação a produção e vendas do setor. Destaca-se pelas excelentes características técnicas e estéticas. Propriedades estas advindas das características das próprias matérias-primas e suas interações além do processamento em temperaturas próximas a 1200 °C. Condições estas que garantem uma baixa porosidade, e ao mesmo tempo geram durante a sinterização uma grande quantidade de fase líquida responsável pela indesejável deformação piroplástica. Formatos retangulares, grandes dimensões, espessuras reduzidas e ciclos térmicos rápidos agravam o problema. Sendo assim, este estudo teve por objetivo contribuir para reduzir a incidência de deformações piroplásticas em porcelanatos, buscando identificar através das adições de nanopartículas se tal efeito seria alcançado. As composições foram formuladas segundo a técnica de planejamento de misturas. A resposta de interesse neste caso foi a deformação piroplástica. Em primeira etapa as matérias primas componentes do planejamento experimental foram estudadas quanto a sua composição química. Além disso as nanopartículas foram caracterizadas em função de sua própria dimensão e área superficial específica. Na segunda etapa foram realizadas 10 composições em laboratório e estudadas quanto ao seu comportamento físico (densidade aparente a seco, retração de queima, densidade aparente a queimado, absorção de água e índice de piroplasticidade) além da distribuição granulométrica de partículas. A composição mineralógica formada após a queima foi quantificada através do método de Rietveld. Os resultados obtidos foram avaliados pela análise de variância (ANOVA) e apresentados em superfícies de resposta mostrando o efeito das nanopartículas na deformação piroplástica do produto. Foi possível a partir daí a escolha de uma formulação de massa em relação ao melhor índice de piroplasticidade quando comparada ao padrão para a realização da terceira e última etapa (fase industrial). Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial, diagrama de greseificação, análise termogravimétrica, análise racional da fase vítrea, energia de ativação, e microscopia eletrônica de varredura complementaram a busca de explicações em relação aos fenômenos observados. Os resultados obtidos também foram avaliados em relação ao teste Tukey e demonstraram que houve boa replicabilidade dos resultados quando comparada a fase laboratorial x industrial. As principais repostas alcançadas demonstraram que houve uma redução de até 23,8% na deformação piroplástica do porcelanato na temperatura de 1210 °C quando adicionada 5% de nanoboemita na formulação de massa. Sendo que a composição química da fase vítrea, desempenha papel importante na verificação das diferenças em relação a este comportamento. A verificação da energia de ativação na fase antecessora a máxima densificação do material, demonstrou um acréscimo de 43,76%, propiciando assim uma maior barreira energética contra os efeitos deletérios desta patologia. Respalda este resultado o ensaio de diagrama de greseificação apresentando uma diferença de 10 °C a mais na temperatura quando do atingimento da máxima densificação do porcelanato, e os 34,6% de maior absorção de energia térmica verificados no pico endotérmico entre as duas formulações finais avaliadas em relação ao ensaio de calorimetria exploratória diferencial. | pt_BR |
| Data de publicação | 2023 | |
| Tipo | Tese | pt_BR |
| Idioma | pt_BR | pt_BR |
| Palavras-chave | Porcelanato | pt_BR |
| Palavras-chave | Deformação piroplástica | pt_BR |
| Palavras-chave | Materiais nanoestruturados | pt_BR |
| Palavras-chave | Gres porcelanato | pt_BR |
| Palavras-chave | Revestimento cerâmico | pt_BR |
| Palavras-chave | Nanociência | pt_BR |
| Palavras-chave | Nanopartículas | pt_BR |
| Palavras-chave | Nanotecnologia | pt_BR |
| Palavras-chave | Sinterização | pt_BR |
| Descrição | Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, como requisito parcial para obtenção do título de Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais. | pt_BR |
| Data de depósito | 2024-05-07T23:05:47Z | |
| Data de disponibilização | 2024-05-07T23:05:47Z | |
| URI | http://repositorio.unesc.net/handle/1/10817 | |
| Cobertura espacial | Universidade do Extremo Sul Catarinense | pt_BR |
| Data de criação | 2023 |