Estudo de sínteses de compostos cerâmicos com estruturas cristalinas do tipo perovsquita dupla para aplicação em controle térmico de satélites

• Autor(a) principal: Valdecir Tozzi
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/02.22.13.45

A pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias de materiais para aplicações na área espacial no INPE vêm requerendo o estudo de materiais inovadores. Em muitos casos esta inovação tem sido buscada na nanociência e nanotecnologia. Os nanomateriais cerâmicos têm sido um dos investigados para estas aplicações, tanto na forma de cerâmicas sinterizadas nanoestruturadas (densas e porosas) quanto de pós nanoparticulados. Em ambos os casos é necessário o controle das características químicas e físicas dos pós em todas as etapas do processamento, em particular, os parâmetros de processamento destes pós para minimizar a formação de agregados de nanopartículas. Este trabalho se destina ao estudo da síntese e caracterização de compostos cerâmicos multicomponentes na forma de pós para a futura fabricação de cerâmicas com emitância variável de calor para uso em sistemas de controle térmico de satélites. Os materiais a serem estudados pertencem à classe dos compostos químicos com estrutura cristalina do tipo perovsquita dupla com fórmula geral A´{A}\textquotedblright B´{B}\textquotedblright O$_{6}$ onde normalmente A´ e {A}\textquotedblright são elementos pertencentes, respectivamente, à família dos metais alcalinos terrosos e terras raras e B´ e {B}\textquotedblright são metais de transição externa. Neste trabalho será realizado o estudo com os compostos cerâmicos CaKFeMoO$_{6}$ e LaKFeMoO$_{6}$; sendo a posição {A}\textquotedblright ocupada pelo metal alcalino potássio (K). As reações químicas de síntese destes compostos ocorrem no estado sólido e são termicamente ativadas, sendo que suas eficiências dependem do contacto entre as partículas e da homogeneidade da mistura dos componentes reagentes. Para atingir este objetivo foram estudadas misturas coloidais de partículas na forma de hidróxidos metálicos precipitados a partir de nitratos (misturas coloidais). Este procedimento é totalmente original em termos mundiais. Para um estudo comparativo foram feitas misturas de pós de óxidos comerciais (mistura mecânica). Os pós das misturas coloidais foram secos de forma dinâmica e em vácuo e as misturas mecânica de forma estática e ao ar. As temperaturas de tratamentos térmicos para as sínteses dos compostos cerâmicos foram determinadas por termogravimetria (TGA) e análise termodiferencial (DSC). Foram realizados tratamentos térmicos na temperatura de 900 $o$C durante 30 min e 1, 2, 3 e 6 horas. As misturas dos pós secas e termicamente tratadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de espalhamento de raios X (EDX), determinação da área superficial específica (BET) e difratometria de raios X (DRX). Os resultados obtidos neste trabalho indicaram a obtenção bem sucedida das misturas coloidais (composição química homogênea), porém ocorreu a formação de agregados de partículas. Constatou-se também a formação de vários compostos químicos após os tratamentos térmicos de síntese. Apenas o pó da mistura coloidal de hidróxidos de cálcio, ferro, molibdênio e carbonato de potássio possuiu na sua composição o composto CaKFeMoO$_{6}$, na quantidade relativa de aproximadamente 20 \%. As análises dos resultados e procedimentos adotados neste trabalho servirão para orientar a elaboração de projeto futuro.