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Nova rota de sínteses de hidrotalcita (Mg6Al2(OH)16CO3.4H2O) a partir de suspensões aquosas de óxido de magnésio (MgO) e hidróxido de alumínio (Al(OH)3) e sua utilização em cerâmicas porosas para isolamento térmico em alta temperatura

Processo: 10/19274-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de março de 2012 - 28 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Rafael Salomão
Beneficiário:Rafael Salomão
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/07306-8 - Obtenção de cerâmicas porosas no sistema Al2O3-Mg(OH)2, BP.IC
Assunto(s):Materiais cerâmicos  Hidróxido de alumínio  Óxido de magnésio  Hidrotalcita  Hidróxidos duplos lamelares 

Resumo

A combinação de óxido de alumínio com geradores de poros à base de hidrotalcita (Mg6Al2(OH)16CO3.4H2O) ou hidróxido duplo lamelar (HDL) resulta em estruturas de elevada porosidade (acima de 50 %) e com baixa tendência a sinterizar mesmo em temperaturas elevadas (1500-1650ºC). Devido a isso, esse sistema temgrande potencial de aplicação tecnológica para isolamento térmico e filtração em altas temperaturas. A hidrotalcita comercial é obtida por métodos de co-precipitação a partir de sais solúveis de Mg e Al, em meios alcalinos. Esses métodos requerem reagentes de pureza analítica, apresentam alto custo, baixo volume de produção e a presença de cátions residuais (Na+ e K+) que requer uma etapa de purificação, como por exemplo, centrifugação. Considerando sua utilização em larga escala como isolante térmico verifica-se a necessidade de desenvolvimento de novas rotas de síntese mais eficazes e de menor custo. Trabalhos recentes do proponente deste projeto com apoio da FAPESP demonstraram que nanopartículas de hidrotalcita podem ser formadas a partir da combinação de óxido de magnésio (MgO) e alumina hidratável (rho-Al2O3) ou hidróxido de alumínio (Al(OH)3) em suspensões cerâmicas, em grandes volumes e sem necessidade de etapasposteriores de purificação. Dessa forma, este projeto tem como objetivos: 1) aprimorar essa nova técnica de síntese de hidrotalcita determinando as melhores condições para formação do composto (características das partículas de reagentes, formas de mistura, cinética, temperatura e pH das suspensões); 2) avaliar seupotencial para uso em cerâmicas porosas (fração de poros, resistência mecânica, refratariedade sob carga e condutividade térmica) comparando com o material convencional; 3) Gerar os resultados necessários para desenvolvimento de um novo produto, produzido a partir de matérias primas nacionais, com grande potencial de aplicação e valor agregado; 4) Incluir alunos de graduação e pós-graduação nesse processo de geração deconhecimento para consolidar sua formação. (AU)

Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
COSTA, LIGIA M. M.; SAKIHAMA, JOSE; SALOMAO, R. Characterization of porous calcium hexaluminate ceramics produced from calcined alumina and microspheres of Vaterite (mu-CaCO3). Journal of the European Ceramic Society, v. 38, n. 15, p. 5208-5218, DEC 2018. Citações Web of Science: 0.
FERNANDES, LEANDRO; SALOMAO, RAFAEL. Preparation and Characterization of Mullite-Alumina Structures Formed ``In Situ{''} from Calcined Alumina and Different Grades of Synthetic Amorphous Silica. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 21, n. 3 2018. Citações Web of Science: 0.
SALOMAO, RAFAEL; FERNANDES, LEANDRO. Porous co-continuous mullite structures obtained from sintered aluminum hydroxide and synthetic amorphous silica. Journal of the European Ceramic Society, v. 37, n. 8, p. 2849-2856, JUL 2017. Citações Web of Science: 2.
DE SOUSA, LUCIOLA LUCENA; SALOMAO, RAFAEL; ARANTES, VERA LUCIA. Development and characterization of porous moldable refractory structures of the alumina-mullite-quartz system. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 43, n. 1, B, p. 1362-1370, JAN 2017. Citações Web of Science: 3.
SOUZA, ADRIANE D. V.; SALOMAO, RAFAEL. Evaluation of the porogenic behavior of aluminum hydroxide particles of different size distributions in castable high-alumina structures. Journal of the European Ceramic Society, v. 36, n. 3, p. 885-897, FEB 2016. Citações Web of Science: 6.
SOUZA, A. D. V.; SOUSA, L. L.; FERNANDES, L.; CARDOSO, P. H. L.; SALOMAO, RAFAEL. Al2O3-Al(OH)(3)-Based castable porous structures. Journal of the European Ceramic Society, v. 35, n. 6, p. 1943-1954, JUN 2015. Citações Web of Science: 12.
SOUZA, ADRIANE D. V.; ARRUDA, CEZAR C.; FERNANDES, LEANDRO; ANTUNES, MARIA L. P.; KIYOHARA, PEDRO K.; SALOMAO, RAFAEL. Characterization of aluminum hydroxide (Al(OH)(3)) for use as a porogenic agent in castable ceramics. Journal of the European Ceramic Society, v. 35, n. 2, p. 803-812, FEB 2015. Citações Web of Science: 19.
SALOMAO, RAFAEL; ARRUDA, CEZAR C.; SOUZA, ADRIANE D. V.; FERNANDES, LEANDRO. Novel insights into MgO hydroxylation: Effects of testing temperature, samples' volume and solid load. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 40, n. 9, B, p. 14809-14815, NOV 2014. Citações Web of Science: 8.
SALOMAO, RAFAEL; SOUZA, ADRIANE D. M.; FERNANDES, LEANDRO; ARRUDA, CEZAR C. Advances in nanotechnology for refractories: When very small meets hot, heavy, and large. American Ceramic Society Bulletin, v. 92, n. 7, p. 22-27, SEP 2013. Citações Web of Science: 15.

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