Cerâmica (Jul 2010)
Role of Cr2O3 on the mullittization of di-phasic Al2O3-SiO2 gel Efeito do Cr2O3 na mulitização do gel difásico Al2O3-SiO2
Abstract
Diphasic Al2O3-SiO2 gel was synthesized by sol-gel route from inorganic salts following aqueous phase colloidal interaction and the effect of Cr2O3 additive on the formation of mullite ceramics from this diphasic gel was investigated. The gel powder was thoroughly characterized by chemical analysis, measurement of surface area, bulk density and FTIR spectroscopy. The calcined gel was compacted with Cr2O3 additives in three different proportions (ca. 1, 2 and 3 wt%) and heat treated at different elevated temperatures (ca, 1400, 1500 and 1600 ºC). The analyses of microstructure and phase composition of the sintered masses were carried out by scanning electron microscopy and XRD technique. The morphology of the mullite crystals changed significantly in the presence of the additives. It has been observed that more than 7% more mullite has been formed with the addition of maximum 3% additive only. Using the additive, the maximum reduction in apparent porosity was about 30% and maximum improvement in density in the sintered compacts was about 14%. The flexural strength and fracture toughness of the sintered compacts also improved by 16% and 6% respectively in the presence of the Cr2O3 additive under the experimental condition.Géis bifásicos de Al2O3-SiO2 foram sintetizados pela rota sol-gel de sais inorgânicos seguindo interação coloidal de fase aquosa sendo investigado o efeito da adição de Cr2O3 na formação de cerâmicas de mulita a partir deste gel bifásico. O pó do gel foi totalmente caracterizado por meio de análise química, medida de área de superfície específica, densidade e espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier. O gel calcinado foi compactado com adições de Cr2O3 em três diferentes proporções (~ 1, 2 e 3 peso%) e tratado termicamente a diferentes temperaturas (~ 1400, 1500 e 1600 ºC). As análises de microestrutura e de composição de fases das massas sinterizadas foram feitas por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. A morfologia dos cristais de mulita mudaram significativamente na presença de aditivos. Foi observado que mais que 7% de mulita foi formada com a adição de no máximo somente 3% de aditivo. Usando o aditivo, a redução máxima da porosidade aparente foi 30% e a máxima melhoria na densidade dos compactos sinterizados foi 14%. A resistência à flexão e a tenacidade à fratura dos compactos sinterizados também melhorou em 16% e 6% respectivamente na presença do aditivo Cr2O3 nas condições experimentais adotadas.
Keywords
