Efeitos da adição de resíduos de cinza da casca de café na microestrutura e propriedades de cerâmicas à base de cordierita - Ferreira, Pedro Alighiery Silva de Araújo (2021)
A cordierita é um dos compostos do sistema MgO-Al2O3-SiO2 que apresenta o menor coeficiente de expansão térmica dentre os óxidos inorgânicos. Apesar desta vantagem, que resulta em elevada resistência ao choque térmico, a cordierita monofásica é difícil de ser preparada devido à sua estrteita faixa de sinterização e a existência de fases secundárias que eleva o seu coeficiente de expansão térmica. Os fundentes são geralmente utilizados para estimular a sinterização de pós precursores de cordierita e para modificar as microestruturas e propriedades dessas cerâmicas. Neste contexto, este trabalho propõe estudar os efeitos da adição dos diferentes teores de resíduo da cinza da casca de café, como agente fundente, na eliminação de fases secundárias, analisando o comportamento durante os processos de sinterização e os efeitos nas microestruturas obtidas e nas propriedades de cerâmicas à base de cordierita. Uma formulação padrão foi preparada usando argila caulinítica, talco e alumina como fonte dos elementos: alumínio, silício e magnésio. Amostras da formulação padrão pura e desta formulação contendo diferentes teores de RCCC foram preparadas por sinterização reativa (em forno convencional) na faixa de temperatura entre 1250 e 1450 °C. A análise de fase quantitativa de amostras sinterizadas foi determinada pelo refinamento de Rietveld de dados de DRX. As propriedades físicas foram estimadas pela metodologia de arquimedes, a microestrutura foi inspecionada por Microscopia Eletrônica de Varredura. O coeficiente de expansão térmica foi determinado por meio de um dilatômetro térmico e as propriedades dielétricas foram determinadas pela espectroscopia de impedância. A adição de até 1% de resíduo da cinza da casca de café (RCCC) estimulou a reação entre cristobalita e espinélio para formar cordierita, contribuindo para a diminuição da densidade aparente e aumento de porosidade aparente, porém com a adição acima de 1% de resíduo, o teor da fase cordierita reduz e ocorre um aumento de espinélio praticamente na mesma proporção, contribuindo com o aumento do coeficiente de expansão térmica. As amostras com 2% e 4% em peso de teor de resíduo de cinza da casca de café apresentaram uma descontinuidade de comportamento elétrico sem precedentes para materiais à base de aluminosilicatos.