Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.2014.025
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

SÍNTESE DO ESPINÉLIO Al2CuO4 VIA DECOMPOSIÇÃO TÉRMICA DE NITRATOS E TRATAMENTO TÉRMICO SUBSEQUENTE

SYNTHESIS OF THE SPINEL Al2CuO4 THROUGH NITRATES DECOMPOSITION AND SUBSEQUENT THERMAL TREATMENT

Siqueira, Rogério Navarro C. de; Oliveira, Pâmela Fernandes de

Downloads: 0
Views: 879

Resumo

Compósitos constituídos por uma matriz de cobre cristais de uma fase cerâmica, por exemplo, Al2O3, poderiam ser utilizados na confecção de eletrodos não consumíveis, com uma superior vida útil, em comparação ao Cu puro. A operação do referido dispositivo em condições oxidantes pode levar a formação de fases ternárias do sistema Al-Cu-O, como, por exemplo, o espinélio Al2CuO4, cuja síntese a partir da decomposição térmica de misturas de nitratos seguida de tratamento térmico a 1.123 K constitui o principal objetivo do presente trabalho. Neste contexto, avaliou-se o efeito de algumas variáveis de processo importantes, como o tempo e o grau de compactação da mistura de óxidos precursores. Os resultados obtidos sugerem que o Al2CuO4 é uma inclusão possível em eletrodos constituídos por compósitos Cu-Al2O3, apresentando na temperatura imposta uma cinética de formação expressivamente favorecida. Adicionalmente, a compactação dos óxidos precursores pode limitar a conversão final alcançada.

Palavras-chave

Al2CuO4, Cu-Al2O3, Nitratos, Espinélio

Abstract

Composite materials made by a Cu matrix containing ceramic crystals, for example Al2O3, could be used for producing non-consumable electrodes with a superior life span in comparison with pure Cu. The operation of the mentioned device in oxidant conditions could lead to the formation of ternary phases of the system Al-Cu-O, the spinel Al2CuO4, for example, whose synthesis based on nitrate mixtures thermal decomposition followed by thermal treatment at 1,123 K defines the main goal of the present work. In this context, the effect of some important process variables, such as time and sintering grade of the solid bed, has been studied. The results indicate that the spinel Al2CuO4 is indeed a possible inclusion in electrodes constructed with Cu-Al2O3 composites, with significant formation kinetics for the imposed temperature. Moreover, the compactation of the initial oxide bed can limit the final conversion achieved.

Keywords

Al2CuO4, Cu-Al2O3, Nitrates, Spinel

Referências



1. Callister WD. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma abordagem integrada. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC; 2006.

2. Simchia H, Simchi A. Tensile and fatigue fracture of nanometric alumina reinforced copper with bimodal grain size distribution. Mater Sci Eng, A Struct Mater: Prop Microstruct Process. 2009;507:200-06. http://dx.doi.org/10.1016/j. msea.2009.01.037

3. Nachuma S, Flecka NA, Ashbya MF, Colellab A, Matteazzic P. The microstructural basis for the mechanical properties and electrical resistivity of nanocrystalline Cu-Al2O3. Mater Sci Eng, A Struct Mater: Prop Microstruct Process. 2010;527:5065-71. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2010.04.070

4. Brocchi EA, Motta MS, Solórzano IG, Jena PK, Moura FJ. Identification of a third phase in Cu-Al2O3 nanocomposites prepared by chemical routes. J Metastable Nanocryst Mater. 2004;22:77-82. http://dx.doi.org/10.4028/www. scientific.net/JMNM.22.77

5. Brocchi EA, Navarro RCS, Motta MS, Moura FJ, Solórzano IG. Reduction reactions applied for synthesizing different nano-structured materials. Mater Chem Phys. 2013;140:273-83. http://dx.doi.org/10.1016/j. matchemphys.2013.03.034

6. Jena PA. Identification of a third phase in Cu-Al2O3 nanocomposites prepared by chemical routes. Mater Sci Eng, A Struct Mater: Prop Microstruct Process. 2002;371:72-78. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(03)00642-7

7. Navrotsky A, Kleppa O. J. Thermodynamics of formation of simple spinels. J Inorg Nucl Chem. 1968;30:479-98. http://dx.doi.org/10.1016/0022-1902(68)80475-0

8. Birks LS. Electron probe microanalysis. 2. ed. Nova Iorque: Wiley Interscience Publication; 1971. PMCid:PMC1270971.
588696ee7f8c9dd9008b477c tmm Articles
Links & Downloads

Tecnol. Metal. Mater. Min.

Share this page
Page Sections