OBTENÇÃO DE Nb METÁLICO ATRAVÉS DA REDUÇÃO DE Nb2O5 POR MOAGEM DE ALTA ENERGIA
OBTENTION OF METALLIC Nb BY REDUCING Nb2O5 USING HIGH-ENERGY MILLING
Kubaski, Evaldo Toniolo; Cintho, Osvaldo Mitsuyuki
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00604001
Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.6, n4, p.185-191, 2010
Resumo
A redução aluminotérmica do pentóxido de nióbio foi promovida durante a moagem de alta energia de misturas de pós de Nb2O5 e alumínio metálico nos moinhos Attritor e Planetário. A composição empregada possuía um excesso de 10% de alumínio (atômico) em relação à estequiometria da reação. As moagens foram conduzidas sob atmosfera de argônio, com monitoramento da temperatura dos recipientes de moagem durante o processo. Os pós foram processados por 4 h e 8 h (Attritor) e 8 h (Planetário). Os produtos das moagens foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X, análise térmica e microscopia eletrônica de varredura. O monitoramento da temperatura dos recipientes de moagem indica a ocorrência de uma forte reação exotérmica durante o processo, sendo esta atribuída à redução aluminotérmica do Nb2O5. Os difratogramas de raios X dos produtos das moagens indicam a presença de Nb metálico e Al2O3; em alguns casos, são encontrados traços de Nb2O5.
Palavras-chave
Aluminotermia, Nióbio, Moagem de alta energia
Abstract
Aluminothermic reduction of niobium pentoxide was triggered during high-energy milling of powder mixtures of Nb2O5 and metallic aluminum using Attritor and Planetary mills. The employed composition had 10% (at.) of aluminum related to the stoichiometry of the reaction. All millings were conducted under argon atmosphere, and the temperature of milling vials was measured during milling process. The used milling times were 4 h and 8 h (Attritor mill) and 8 h (Planetary mill). The as-milled powders were characterized using X-ray diffraction, thermal analysis and scanning electron microscopy techniques. The measured temperature of the vials indicated that a great exothermic reaction took place during the milling progress, and this was attributed to Nb2O5 reduction. The X-ray patterns of as-milled powders indicated peaks that are referred to metallic niobium and aluminum dioxide; traces of Nb2O5 are found in some milling products.
Keywords
Aluminothermy, Niobium, High-energy milling
References
1 DE LAZZARI, C. P. Estudo termodinâmico e cinético da redução aluminotérmica do pentóxido
de nióbio. 2003, 225 f. Tese
(
Doutorado em Engenharia)−Escola Politécnica da Universidade
de São Paulo, São Paulo, 2003.
2 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Síntese do intermetálico NiAl por moagem de alta energia em moinho “Attritor”. Tecnologia em Metalurgia e Materiais, v. 5, n. 3, p. 173-8, jan.-mar. 2009.
3 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Efeito de algumas variáveis durante a moagem de alta energia de pós de Ni e Al. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 63. 2008, Santos. Anais... São Paulo: ABM, 2008. 1 CD ROM. p. 1205-13.
4 TAKACS, L. Solid state reactions induced by ball milling. Hyperfine Interactions, v. 111, n. 1-4, p.245-50, Dec. 1998.
5 MANAI, G. et al. Mechanically induced self-propagating combustions: Experimental findings and numerical simulation results. Journal of Materials Science, v. 39, n. 16, p. 5319-24, Ago. 2004.
6 DEIDDA, C.; DELOGU, F.; COCCO, G. In situ characterisation of mechanically-induced self-propagating reactions. Journal of Materials Science, v. 39, n. 16, p. 5315-8, Ago. 2004.
7 BOTTA FILHO, W. J. et al. Nanostructured composites obtained by reactive milling. Scripta Materialia, v. 44, n. 8-9, p. 1735-40, May 2001.
8 MARTIM, D. R. et al. Síntese de pós compósitos do sistema Al2O3-AlNi usando moagem reativa de alta energia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 16., 2004, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre: UFRGS, 2004. 1 CD ROM.
9 KUBASKI, E. T., et al. Effect of the nickel particle size on the high-energy milled mixtures of nickel and aluminum powders. In: MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY (MS&T) 2008, 2008, Pittsburgh. Proceedings... Washington: MS&T Partner Societies, 2008. 1 CD ROM. p. 2474-82.
10 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Formação de NiAl promovida por meio de moagem de alta energia. Tecnologia em Metalurgia e Materiais, v. 4, n. 4, p. 27-31, abr.-jun. 2008.
11 KUBASKI, E. T. et al. A route for obtaining NiCrAl-Al2O3 composite powders. In: MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY (MS&T) 2008, 2008, Pittsburgh. Proceedings... Washington: MS&T Partner Societies, 2008. 1 CD ROM. p. 2633-40.
12 SIMÕES, D. G. et al. Moagem de alta energia de misturas de pentóxido de nióbio e alumínio em pó. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 61., 2006, Rio de Janeiro. Anais... São Paulo: ABM, 2006. 1 CD ROM. p. 1168-76.
13 DE LAZZARI, C. P.; SIMÕES, D. G.; CAPOCCHI, J. D. T. Study of the aluminothermic reduction of niobium pentoxide through thermal analysis experiments and high energy milling processing. Materials Research, v. 10, n. 2, p. 215-8, Apr. 2007.
14 SURYANARAYANA, C. Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science, v. 46, n. 1-2, p. 1-184, Jan. 2001.
2 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Síntese do intermetálico NiAl por moagem de alta energia em moinho “Attritor”. Tecnologia em Metalurgia e Materiais, v. 5, n. 3, p. 173-8, jan.-mar. 2009.
3 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Efeito de algumas variáveis durante a moagem de alta energia de pós de Ni e Al. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 63. 2008, Santos. Anais... São Paulo: ABM, 2008. 1 CD ROM. p. 1205-13.
4 TAKACS, L. Solid state reactions induced by ball milling. Hyperfine Interactions, v. 111, n. 1-4, p.245-50, Dec. 1998.
5 MANAI, G. et al. Mechanically induced self-propagating combustions: Experimental findings and numerical simulation results. Journal of Materials Science, v. 39, n. 16, p. 5319-24, Ago. 2004.
6 DEIDDA, C.; DELOGU, F.; COCCO, G. In situ characterisation of mechanically-induced self-propagating reactions. Journal of Materials Science, v. 39, n. 16, p. 5315-8, Ago. 2004.
7 BOTTA FILHO, W. J. et al. Nanostructured composites obtained by reactive milling. Scripta Materialia, v. 44, n. 8-9, p. 1735-40, May 2001.
8 MARTIM, D. R. et al. Síntese de pós compósitos do sistema Al2O3-AlNi usando moagem reativa de alta energia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 16., 2004, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre: UFRGS, 2004. 1 CD ROM.
9 KUBASKI, E. T., et al. Effect of the nickel particle size on the high-energy milled mixtures of nickel and aluminum powders. In: MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY (MS&T) 2008, 2008, Pittsburgh. Proceedings... Washington: MS&T Partner Societies, 2008. 1 CD ROM. p. 2474-82.
10 KUBASKI, E. T.; CINTHO, O. M.; CAPOCCHI, J. D. T. Formação de NiAl promovida por meio de moagem de alta energia. Tecnologia em Metalurgia e Materiais, v. 4, n. 4, p. 27-31, abr.-jun. 2008.
11 KUBASKI, E. T. et al. A route for obtaining NiCrAl-Al2O3 composite powders. In: MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY (MS&T) 2008, 2008, Pittsburgh. Proceedings... Washington: MS&T Partner Societies, 2008. 1 CD ROM. p. 2633-40.
12 SIMÕES, D. G. et al. Moagem de alta energia de misturas de pentóxido de nióbio e alumínio em pó. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 61., 2006, Rio de Janeiro. Anais... São Paulo: ABM, 2006. 1 CD ROM. p. 1168-76.
13 DE LAZZARI, C. P.; SIMÕES, D. G.; CAPOCCHI, J. D. T. Study of the aluminothermic reduction of niobium pentoxide through thermal analysis experiments and high energy milling processing. Materials Research, v. 10, n. 2, p. 215-8, Apr. 2007.
14 SURYANARAYANA, C. Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science, v. 46, n. 1-2, p. 1-184, Jan. 2001.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email