Desenvolvimento e caracterização de filtros cerâmicos para aplicações a altas temperaturas

Ceramic filters are cellular structures that can be produced by various techniques, among which we highlight the replication method, or method of polymeric sponge. This method consists of impregnating polymeric foam with ceramic slurry, followed by heat treatment, where will occur decomposition of organic material and the sinter of the ceramic material, resulting in a ceramic whose structure is a replica of the impregnated sponge. Ceramic filters have specific properties that make this type of material very versatile, used in various technological applications such as filters for molten metals and burners, make these materials attractive candidates for high temperature applications. In this work we studied the systems Al2O3-LZSA ceramic filters processed in the laboratory, and commercial Al2O3-SiC ceramics filters, both obtained by the replica method, this work proposes the thermal and mechanical characterization. The sponge used in the processing of filters made in the laboratory was characterized by thermogravimetric analysis. The ceramic filters were characterized by compressive strength, flexural strength at high temperatures, thermal shock, permeability and physical characterization (density and porosity) and microstructural (MEV and X-rays). From the results obtained, the analysis was made of the mechanical behavior of these materials, comparing the model proposed by Gibson and Ashby model and modified the effective area and the tension adjusted, where the modified model adapted itself better to the experimental results, representing better the mechanical behavior of ceramic filters obtained by the replica method

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Filtros cerâmicos processados pelo método da réplica tem sido objeto de crescentes pesquisas pela versatilidade da técnica. O método consiste na impregnação de uma esponja polimérica em uma suspensão cerâmica, seguido de tratamento térmico, onde ocorre a decomposição do material orgânico e a sinterização do material cerâmico, resultando em um corpo cerâmico, cuja estrutura macroscópica é uma réplica da esponja impregnada. Filtros cerâmicos possuem propriedades especificas que os tornam muito versáteis, com diferentes aplicações tecnológicas, tais como filtros para metais fundidos e queimadores, tornando esses materiais fortes candidatos para aplicações às altas temperaturas. Neste trabalho foram estudados e desenvolvidos filtros cerâmicos dos sistemas Al2O3-LZSA processados em laboratório, e de Al2O3-SiC comerciais, ambos obtidos pelo método da réplica, e caracterizados térmica e mecânicamente. A esponja utilizada no processamento dos filtros feitos em laboratório foi caracterizada através de análises térmicas (ATG e DrATG). Os filtros cerâmicos foram caracterizados mediante análises de resistência a compressão, resistência à flexão a altas temperaturas, choque térmico, permeabilidade e caracterização física (densidade e porosidade), e microestrutural (MEV e raios X). A partir dos resultados obtidos, foi feita a análise do comportamento mecânico desses materiais, comparando-se o modelo proposto por de Gibson e Ashby e o modelo modificado com a área efetiva e a tensão corrigida, onde o modelo modificado se adequou melhor aos resultados experimentais, representando melhor o comportamento mecânico dos filtros cerâmicos obtidos pelo método da réplica