Estudo termodinâmico e cinético da redução aluminotérmica do pentóxido de nióbio.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2003 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01082024-114409/ |
Resumo: | O trabalho apresenta um estudo termodinâmico e cinético, em condições não isotérmicas, da redução aluminotérmica do pentóxido de nióbio. Foram utilizados, como reagentes, pós de ´Nb IND.2´´O IND.5´ e de Al, sendo os ensaios realizados a partir do emprego conjunto dos métodos de análise térmica por termogravimetria (TG) e por análise térmica diferencial (DTA). Do ponto-de-vista da termodinâmica, foram realizados experimentos com diversas relações molares ´Nb IND.2´´O IND.5´ : Al, sendo determinados os valores de variação de entalpia da redução, para cada um destes casos; os resultados indicaram que, a partir da relação molar igual a 1 : 11, tais valores permaneceram aproximadamente constantes e próximos do previsto por cálculos termoquímicos. Determinou-se, experimentalmente, o valor da entalpia de formação do intermetálico Nb´Al IND.3´. Do ponto-de-vista da cinética, verificou-se que o controle da redução foi efetuado pela etapa de reação química; quanto a parâmetros cinéticos, foram determinados os valores de energia de ativação e do logaritmo natural do fator pré-exponencial da equação de Arrhenius, constatando-se a validade do efeito de compensação cinética. A análise do produto de redução, efetuada pela técnica de difração de raios-x, indicou a presença das fases Al, ´Al IND.2´´O IND.3´, Nb´Al IND.3´ e de ´Nb IND.2´´O IND.5´ não reagido. |
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Estudo termodinâmico e cinético da redução aluminotérmica do pentóxido de nióbio.Untitled in englishAnálise térmicaTermodinâmicaThermal analysisThermodynamicsO trabalho apresenta um estudo termodinâmico e cinético, em condições não isotérmicas, da redução aluminotérmica do pentóxido de nióbio. Foram utilizados, como reagentes, pós de ´Nb IND.2´´O IND.5´ e de Al, sendo os ensaios realizados a partir do emprego conjunto dos métodos de análise térmica por termogravimetria (TG) e por análise térmica diferencial (DTA). Do ponto-de-vista da termodinâmica, foram realizados experimentos com diversas relações molares ´Nb IND.2´´O IND.5´ : Al, sendo determinados os valores de variação de entalpia da redução, para cada um destes casos; os resultados indicaram que, a partir da relação molar igual a 1 : 11, tais valores permaneceram aproximadamente constantes e próximos do previsto por cálculos termoquímicos. Determinou-se, experimentalmente, o valor da entalpia de formação do intermetálico Nb´Al IND.3´. Do ponto-de-vista da cinética, verificou-se que o controle da redução foi efetuado pela etapa de reação química; quanto a parâmetros cinéticos, foram determinados os valores de energia de ativação e do logaritmo natural do fator pré-exponencial da equação de Arrhenius, constatando-se a validade do efeito de compensação cinética. A análise do produto de redução, efetuada pela técnica de difração de raios-x, indicou a presença das fases Al, ´Al IND.2´´O IND.3´, Nb´Al IND.3´ e de ´Nb IND.2´´O IND.5´ não reagido.The work presents a thermodynamic and kinetic study, in non-isothermal conditions, of the aluminothermic reduction of niobium pentoxide. The runs were carried out with powders of ´Nb IND.2´´O IND.5´ and Al in an equipment which employed the thermogravimetry (TG) and the differential thermal analysis (DTA) techniques. In terms of thermodynamics, several runs were performed varying the molar relation ´Nb IND.2´´O IND.5´ : Al; for each of these runs, it was determined the value of the enthalpy change during reduction; from the results obtained, it was pointed out that from the molar relation 1:11 upwards these values remained almost constant and near to the predicted one from the thermochemical calculations. It was determined experimentally the enthalpy of formation of the intermetallic Nb´Al IND.3´. In terms of kinetics, it has been seen that the reduction was controlled by chemical reaction. As kinetic parameters, it was determined the value of activation energy and the natural logarithm of the pre-exponential factor of the Arrhenius equation, being valid the kinetic compensation effect. The analysis of the products of reaction, performed by x-ray diffraction technique, showed the presence of Al, ´Al IND.2´´O IND.3´, Nb´Al IND.3´ and of non reacted ´Nb IND.2´´O IND.5´.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCapocchi, Jose Deodoro TraniLazzari, Claudio Parra de2003-08-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01082024-114409/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-01T14:51:02Zoai:teses.usp.br:tde-01082024-114409Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-01T14:51:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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