Pasta aluminosa para o fabrico de isoladores cerâmicos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/39258 |
Resumo: | O presente relatório reflete o trabalho desenvolvido ao longo do projeto em cooperação com a empresa CERISOL que produz isoladores elétricos de alta tensão em porcelana. O objetivo foi o de elaborar uma nova pasta de porcelana aluminosa com menor quantidade de corindo e, com isso, reduzir os custos de produção atuais. Para se chegar ao objetivo teve-se por base o diagrama ternário de SiO₂ – Al₂O₃ – K₂O, no qual se situou a composição da pasta atualmente em uso na empresa, identificando-se o triângulo de compatibilidade em que está inserida. A partir deste conhecimento, prepararam-se duas pastas, designadas de PG1 e PG2, de porcelana aluminosa que se situavam no mesmo triângulo de compatibilidade, de forma a não se alterar significativamente as suas características, mas reduzindo-se a quantidade de corindo, no sentido de prover a quantidade de fase vítrea. As pastas foram cozidas a 1200 °C, com um patamar de 4h, tendo em conta as análises dilatométricas realizadas a ambas. As pastas em estudo apresentaram valores de resistência mecânica superiores a 140 MPa, mínimo necessário tendo em conta a norma IEC 60672-3, uma vez que as peças ainda não estavam vidradas. Em relação à resistência mecânica em verde, propriedade extremamente importante em peças de grandes dimensões devido não só ao transporte destas, mas também devido à conformação da peça, ambas as pastas apresentaram resistência mecânica superior a 4 MPa. De salientar que ambas as pastas tiveram valores semelhantes de densidade aparente, absorção de água e porosidade aberta. O que diferenciou as duas composições, e tornou a pasta PG1 a melhor escolha, foi o índice de piroplasticidade e a retração linear que apresentaram valores inferiores. Estas propriedades são importantes para o projeto uma vez que os isoladores são cozidos suspensos para prevenir e corrigir deformações por ação do seu próprio peso. Uma vez escolhida a composição PG1 foram estudadas as propriedades desta pasta quando cozida a 1180 ºC, 1190 ºC, 1210 ºC e 1220 ºC, visto que num forno industrial a temperatura pode ter uma variação de até 20 ºC, e obtiveram-se valores satisfatórios para todos os parâmetros estudados no intervalo de temperaturas em estudo, fazendo desta uma composição com potencial para se pôr em prática ao nível industrial. Durante o projeto foi também realizada a quantificação de fases via DRX e SEM/EDS. Devido à disparidade dos resultados obtidos pelas duas técnicas, foi feita uma análise e comparação entre os resultados obtidos pelas duas técnicas. |
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A partir deste conhecimento, prepararam-se duas pastas, designadas de PG1 e PG2, de porcelana aluminosa que se situavam no mesmo triângulo de compatibilidade, de forma a não se alterar significativamente as suas características, mas reduzindo-se a quantidade de corindo, no sentido de prover a quantidade de fase vítrea. As pastas foram cozidas a 1200 °C, com um patamar de 4h, tendo em conta as análises dilatométricas realizadas a ambas. As pastas em estudo apresentaram valores de resistência mecânica superiores a 140 MPa, mínimo necessário tendo em conta a norma IEC 60672-3, uma vez que as peças ainda não estavam vidradas. Em relação à resistência mecânica em verde, propriedade extremamente importante em peças de grandes dimensões devido não só ao transporte destas, mas também devido à conformação da peça, ambas as pastas apresentaram resistência mecânica superior a 4 MPa. De salientar que ambas as pastas tiveram valores semelhantes de densidade aparente, absorção de água e porosidade aberta. O que diferenciou as duas composições, e tornou a pasta PG1 a melhor escolha, foi o índice de piroplasticidade e a retração linear que apresentaram valores inferiores. Estas propriedades são importantes para o projeto uma vez que os isoladores são cozidos suspensos para prevenir e corrigir deformações por ação do seu próprio peso. Uma vez escolhida a composição PG1 foram estudadas as propriedades desta pasta quando cozida a 1180 ºC, 1190 ºC, 1210 ºC e 1220 ºC, visto que num forno industrial a temperatura pode ter uma variação de até 20 ºC, e obtiveram-se valores satisfatórios para todos os parâmetros estudados no intervalo de temperaturas em estudo, fazendo desta uma composição com potencial para se pôr em prática ao nível industrial. Durante o projeto foi também realizada a quantificação de fases via DRX e SEM/EDS. Devido à disparidade dos resultados obtidos pelas duas técnicas, foi feita uma análise e comparação entre os resultados obtidos pelas duas técnicas.This report reflects the work developed throughout project in cooperation with the company CERISOL, which produces porcelain high voltage electrical insulators. The objective was to develop a new aluminous porcelain paste with less amount of corundum aiming to reduce current production costs. The study was based in the ternary diagram of SiO₂ – Al₂O₃ – K₂O, in which the composition of the paste currently in use in the company (Cerisol paste) is located, identifying the compatibility triangle in which it is inserted. From this knowledge, two aluminous porcelain pastes, PG1 and PG2, with compositions located in the same compatibility triangle were prepared. The compositions of PG1 and PG2 were chosen in order to reduce the corundum amount in the Cerisol paste without significantly its characteristics. Taking into account the dilatometry analyses of both pastes they were sintered at 1200 °C, with a threshold of 4 h. The sintered bodies showed mechanical strength values above 140 MPa, the minimum necessary value according to the IEC 60672-3 standard, since the pieces were not yet glazed. Concerning the mechanical strength of green bodies, both pastes showed values above 4 MPa. It should be noted that both pastes had similar values of apparent density, water absorption and open porosity. What differentiated the two compositions, and made the PG1 paste the best choice, was the pyroplasticity index and the linear shrinkage, which showed lower values. Since the insulators are fired suspended by their top part. Those properties are important for their design in order to prevent and correct deformations occurring due to their own weight. Once the PG1 composition was chosen, the properties of this paste were studied after sintering. at 1180 ºC, 1190 ºC, 1210 ºC and 1220 ºC. Acceptable values, by the standard IEC-60672-3, were obtained for all parameters evaluated in the temperature range under study, making this a composition with the potential to be exploited at the industrial level. During the project, the quantification of phases was also carried out via XRD and SEM/EDS. Due to the disparity of the results obtained by the two techniques, an analysis and comparison was made between the results obtained by the two techniques.2025-01-09T00:00:00Z2022-12-19T00:00:00Z2022-12-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/39258porGomes, António Paulo Neto e Cruzinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T12:16:46Zoai:ria.ua.pt:10773/39258Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:09:30.918576Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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