Um modelo para previsão da viscosidade mínima de suspensões cerâmicas

Abstract

Diversas técnicas de processamento de produtos cerâmicos são baseadas em suspensões de partículas. Por isso, o controle de suas propriedades reológicas, em específico da viscosidade, é fundamental para garantir tanto as características e a reprodutibilidade da etapa de processo, quanto o desempenho final do produto. Entretanto, mais importante que controlar é prever a viscosidade das suspensões. A relevância desta abordagem tem levado ao desenvolvimento de diversos modelos que procuram prever a viscosidade de suspensões cerâmicas (Krieger-Dougherty, Agarwalla, etc.) baseados apenas na concentração de sólidos das mesmas. Neste trabalho é proposto um modelo sistêmico para previsão da mínima viscosidade de suspensões, baseado na distribuição granulométrica, na área superficial e na concentração das partículas. Para sua validação foram produzidas suspensões de alumina, as quais foram caracterizadas em um reômetro de cilindros coaxiais. Os resultados mostraram que o modelo proposto é efetivamente capaz de prever a viscosidade de suspensões cerâmicas, constituindo uma importante ferramenta na formulação de barbotinas, com potencial para aplicação em concretos refratários.Many of the techniques used today to process ceramics are based on fluid consolidation, which requires preparation of suspensions from ceramic powders. A control of the suspensions rheological properties, more particularly of viscosity, is of fundamental importance to guarantee characteristics and repeatability in every process step, as well as in the final performance of the product. However, even more important than controlling the viscosity is the prediction of this parameter. Several models have been developed with this purpose, including Krieger-Dougherty, Agarwalla, etc., which are fundamentally ground only on the solid concentration. In the present work, a systematic model to predict the minimum viscosity of suspensions is proposed, based on the particles size distribution, surface area and solid content. To validate the model, alumina suspensions were produced and characterized with help of a Brookfield rheometer. The results showed that the model proposed here is able to predict the viscosity of ceramic suspensions with accuracy, providing a very important tool for formulation of slips and refractory castables.