Baixe FORMULAÇÃO, CINÉTICA E EQUILÍBRIO DE MATERIAIS CERÂMICOS
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FORMULAÇÃO, CINÉTICA E EQUILÍBRIO DE MATERIAIS CERÂMICOS
Atividade Experimental
Professores: Ana Paula Luz Marcio Raymundo Morelli Grupo: Gabriel Oliveira Silva RA: 795581 Tiago de Oliveira Lobo RA: 769781 Vinicius de Souza Paschoaneli RA: 769796 Thales Filipe Silveira de Andrade RA: Thiago Alcino Gomes RA 744668
São Carlos
Baseado nos dados das matérias-primas disponíveis no laboratório (Tabela I), responda às seguintes questões: (i) elabore três formulações cerâmicas conforme as recomendações indicadas abaixo: 1ª Composição Teórica – Cordierita 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO Utilize as seguintes matérias-primas – Argila, Talco, Caulim e Alumina (correção da composição). 2ª Composição Teórica – Cordierita + Mulita (50% (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ) + 50% (3Al 2 O 3 .2SiO 2 )) Utilize as seguintes matérias-primas – Argila, Talco, Caulim e Alumina (correção da composição). 3ª Composição Teórica – Mulita (literatura) 3Al 2 O 3 .2SiO Matérias Primas – Argila, Caulim e Alumina (correção da composição). Não pode ser a mistura direta de alumina e quartzo. 4ª Composição Teórica – Cordierita + Forsterita (80% (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ) + 20% (2MgO.SiO 2 )) Utilize as seguintes matérias-primas – Argila, Talco, Caulim e Alumina (correção da composição). Obs: devido ao custo da alumina calcinada, que é uma matéria-prima industrializada, frente às outras naturais, deve-se procurar minimizar sua utilização, ou seja, utilizá-la somente para correção da composição desejada. Análise Química das Matérias Primas disponíveis no Laboratório de Cerâmica - DEMa.
Resolução da questão (i): Feita segundo o Método Geométrico
Imagem mostrando os triângulos conjugados e pontos de composição usados para responder à questão (i): Resolução da questão (ii):
Resolução da questão (iii): 1ª Composição Teórica – Cordierita 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO ₂ Utilize as seguintes matérias-primas – Argila, Talco, Caulim e Alumina (correção da composição). Cordierita 2MgO.2Al2O3.5SiO2 = 584 g/mol MgO = 40 g/mol Al₂O₃ = 102 g/mol SiO₂ = 60 g/mol Assim, a proporção para cordierita é: MgO = 13,70%; Al₂O₃ = 34,93%; SiO₂ = 51,37%. E utilizando as proporções de argila, caulim alumina, quartzo e talco do exercício (i) temos o seguinte:
e as porcentagens de cada matéria-prima foram alcançadas no exercício (i), sendo isto para todas as composições(1,2,3 e 4). Para o caso da composição 1, tem-se que as matérias-primas estão na proporção de: 39,08 wt% de Talco, 41,69 wt% de Argila e 18, wt% alumina. Observa-se que foi possível minimizar, apesar de não eliminar, o uso de alumina calcinada. 2ª Composição Teórica – Cordierita + Mulita (50% (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ) + 50% (3Al 2 O 3 .2SiO 2 )) Utilize as seguintes matérias-primas – Argila, Talco, Caulim e Alumina (correção da composição). Cordierita 2MgO.2Al2O3.5SiO2 = 584 g/mol MgO = 40 g/mol Al₂O₃ = 102 g/mol SiO₂ = 60 g/mol Mulita 3Al2O3.2SiO2 = 426 g/mol Al₂O₃ = 102 g/mol SiO₂ = 60 g/mol
Com isso, a proporção para a cordierita é: MgO = 13,70%; Al₂O₃ = 34,93%; SiO₂ = 51,37%. A proporção para a mulita é: Al₂O₃ = 71,83%; SiO₂ = 28,17%. Logo, a proporção final para 50% Mulita + 50% Cordierita é: MgO = 6,86%; Al₂O₃ = 53,38%; SiO₂ = 39,76%. Da mesma forma que foi realizada para composição 1 temos: Com a indicação do ponto de composição no diagrama acima, assumiu-se que a 2ª Composição teórica será composta pelas seguintes matérias-primas: caulim, Talco e Alumina e as porcentagens de cada matéria-prima foram alcançadas no exercício (i), sendo isto para todas as composições(1,2,3 e 4). Para o caso da composição 2, tem-se que as matérias-primas estão na proporção de: para o caso da composição 2, tem-se que as matérias-primas estão na proporção de: 16,98 wt% de Talco, 58,59 wt% de Caulim e 25, wt% alumina. 3ª Composição Teórica – Mulita (literatura) 3Al 2 O 3 .2SiO ₂ Matérias Primas – Argila, Caulim e Alumina (correção da composição). Não pode ser a mistura direta de alumina e quartzo. Mulita 3Al2O3.2SiO2 = 426 g/mol Al₂O₃ = 102 g/mol SiO₂ = 60 g/mol A proporção dada para a mulita é: Al₂O₃ = 71,83%; SiO₂ = 28,17%. Assim, a proporção para a mulita é: Al₂O₃ = 71,83%; SiO₂ = 28,17%.
Composições 1, 2 3 e 4 respectivamente em azul, verde, amarelo e vermelho.
