Cinética de cristalização de vidro produzido com areia descartada de fundição: abordagem não-isotérmica e obtenção da fase nefelina

• Autor(a) principal: Silva, Fernanda Bertaco da
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/255567
• topic: Vitrocerâmica; Resíduo; Areia descartada de indústria de fundição; Nefelina; Cinética de cristalização; Glass ceramic; Waste; Discarded foundry sand; Nepheline; Crystallization kinetics

O setor de fundição desempenha papel crucial na indústria, sendo responsável pela fabricação de peças metálicas por meio de diversos processos. A ampla utilização de moldes de areia na fundição resulta na produção de resíduos sólidos, demandando uma abordagem sustentável. O objetivo da presente pesquisa consistiu em estudar a cinética de cristalização de um vidro obtido a partir da areia descartada, com a proposta de produzir a fase vitrocerâmica anortita devido às suas propriedades físicas, como alta resistência mecânica. Dessa forma, tanto o vidro quanto o material vitrocerâmico foram obtidos a partir de uma composição desenvolvida com base no diagrama ternário CaO-Al2O3-SiO2, com foco na obtenção da fase anortita, combinando a utilização da areia descartada proveniente de uma indústria de fundição. A análise dos materiais foi realizada mediante as técnicas de análise térmica, para compreender as reações térmicas associadas à mudança de fase, desidratação e decomposição de compostos presentes no material, fluorescência de raios X, para determinação da composição química, difração de raios X, para identificação de fases, e ensaios tecnológicos. A areia descartada de fundição (ADF) apresentou alta porcentagem de pureza, sendo 96,5% composta por sílicia e 3,5% de contaminantes. O vidro foi obtido utilizando as quantidades, em porcentagem de massa, de 19,32% de CaO, 34,22% de Al2O3, 40,38% SiO2 e 6,09% de Na2O, atuando como fundente. Esses materiais precursores foram submetidos a uma temperatura de 1560 ºC. O vidro obtido foi tratado termicamente a uma temperatura de 930 ºC, temperatura essa que consolidou a cristalização do material, formando a vitrocerâmica. De acordo com a ficha 23-475, foi obtida a fase vitrocerâmica nefelina. Foi conduzida uma análise cinética, visando compreender os mecanismos de cristalização com base na curva de DSC, usando os métodos de Kissinger, Augis-Bennett e Matusita e Sakka. Os resultados obtidos através dos parâmetros Índice de Avrami, n, e fator numérico, m, foram confirmados através de imagens obtidas via microscopia eletrônica de varredura, apresentando crescimento tridimensional. Os resultados mostram que a fase desejada, anortita, não foi obtida, mas sim a fase nefelina, discorrendo sobre as variáveis que interferiram no objetivo.