Desenvolvimento de cerâmicas à base de cordierita (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) por sinterização reativa a partir de impressão 3D por extrusão usando hidrogel à base de nanosilicato de laponita

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorSantos , Claudinei dos-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1355748902111663-
Autor(es): dc.contributorFreitas, Bruno Xavier de-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8837879037576121-
Autor(es): dc.contributorFerreira, Alexandre Furtado-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8648089123168415-
Autor(es): dc.contributorBorborema, Sinara-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9994985665512071-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8143411385198983-
Autor(es): dc.creatorSantanna, Evandro Glauco Dias-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:14:15Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:14:15Z-
Data de envio: dc.date.issued2024-03-08-
Data de envio: dc.date.issued2024-03-08-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/32655-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/766426-
Descrição: dc.descriptionRobocasting, também denominado como "Direct Ink Writing" é uma técnica de manufatura aditiva baseada em extrusão direta de sistemas coloidais, depositados camada por camada, utilizando uma suspensão concentrada (tinta cerâmica) visando produzir estruturas tridimensionais personalizadas. Neste trabalho, foi estudado o desenvolvimento e caracterização de cerâmicas a base de Cordierita (2Al₂O₃.5SiO₂.2MgO) obtidas a partir da extrusão de uma tinta composta de gel e SiO₂-Al₂O₃-MgO, como carga cerâmica na estequiometria final da Cordierita (2Al₂O₃.5SiO₂.2MgO). Uma tinta contendo 68,3% peso de carga sólida desenvolvida com os o grupo de aditivos Darvan-CMC-Laponita, foi desenvolvida e caracterizada quanto a sua reologia e caracteristicas térmicas (TGA/DSC). Amostras de diferentes geometrias foram impressas utilizando impressora 3D, velocidade de impressão de 10 mm/s e bico de 630 m, secas e pré-sinterizadas a 1100 °C/1h. Em seguida, sinterizadas a 1200°C - 1400 °C. As peças impressas foram sinterizadas em diferentes temperaturas e suas fases cristalinas identificadas por difração de raios-X. O grupo de amostras sinterizadas a 1425°C/1h, foram caracterizados por difração de raios X, densidade aparente e microscopia eletrônica de varredura, além de caracterizações mecânicas por dureza Vickers, módulo de elasticidade e resistência à compressão. Após a sinterização, as amostras sinterizadas apresentaram majoritariamente a fase cordierita (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) além de fases residuais de espinélio, sílica e alumina não transformadas, com densidade relativa de 75%. O material desenvolvido nesse trabalho, apresentou coeficiente de expansão térmica de 4,7x10⁻⁶/°C, Dureza Vickers de 234±74 HV. Nano dureza de 977,2±66 HV; modulo de elasticidade (E) = 43,8 ±15 GPa e resistência à compressão média de 25,3 ±21 MPa.-
Descrição: dc.descriptionRobocasting, also known as "Direct Ink Writing", is an additive manufacturing technique based on direct extrusion of colloidal systems, deposited layer by layer, using a concentrated suspension (ceramic ink) aiming to produce personalized three-dimensional structures. In this work, the development and characterization of ceramics based on Cordierite (2Al₂O₃.5SiO₂.2MgO) obtained from the extrusion of a paint composed of gel and SiO₂-Al₂O₃-MgO, as ceramic filler in the final stoichiometry of Cordierite (2Al₂O₃.5SiO₂.2MgO). A paint containing 68.3% weight of solid filler and developed with a group of aditives, Darvan-CMC-Laponite, was developed and characterized regarding its rheology and thermal characteristics (TGA/DSC). Samples of different geometries were printed using a 3D printer, printing speed of 10 mm/s and nozzle of 630 µm, dried and pre-sintered at 1100 °C/1h. Then sintered at 1200°C - 1400 °C. The printed parts were sintered at different temperatures and their crystalline phases were identified by X-ray diffraction. The group of samples sintered at 1425°C/1h were characterized by Xray diffraction, apparent density and scanning electron microscopy, in addition to mechanical characterizations by Vickers hardness, elastic modulus and compressive strength. After sintering, the sintered samples showed mainly the cordierite phase (Mg₂Al₄Si₅O₁₈)) in addition to residual phases of spinel, silica and alumina untransformed, with a relative density of 75%. The material developed in this work had a thermal expansion coefficient of 4,7x10⁻⁶/°C, Vickers hardness of 234±74 HV. Nano hardness of 977.2±66 HV; modulus of elasticity (E) = 43.8 ±15 GPa and average compressive strength of 25.3 ±21 MPa.-
Descrição: dc.description75 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectCerâmicas-
Palavras-chave: dc.subjectCordierita-
Palavras-chave: dc.subjectManufatura Aditiva (MA)-
Palavras-chave: dc.subjectRobocasting-
Palavras-chave: dc.subjectReologia-
Palavras-chave: dc.subjectSinterização-
Palavras-chave: dc.subjectPropriedades mecânicas-
Palavras-chave: dc.subjectLaponita-
Palavras-chave: dc.subjectSinterização reativa-
Palavras-chave: dc.subjectImpressão 3D-
Palavras-chave: dc.subjectExtrusão-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectCeramics-
Palavras-chave: dc.subjectCordierite Laponite-
Palavras-chave: dc.subjectAdditive manufacturing (AM)-
Palavras-chave: dc.subjectRobocasting-
Palavras-chave: dc.subjectRheology-
Palavras-chave: dc.subjectSintering-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical properties-
Título: dc.titleDesenvolvimento de cerâmicas à base de cordierita (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) por sinterização reativa a partir de impressão 3D por extrusão usando hidrogel à base de nanosilicato de laponita-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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