BRPI0614878A2

BRPI0614878A2 - camadas cerámicas e corpos moldáveis estáveis a alta temperatura

Info

Publication number: BRPI0614878A2
Application number: BRPI0614878-6A
Authority: BR
Inventors: Martin Jost; Ralph Nonninger
Original assignee: Itn Nanovation Ag
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2011-04-19
Also published as: CN101309880A; US20090253570A1; JP2009504564A; CA2619728A1; KR20080046165A; EP1924536A1; WO2007022957A1; DE102005040582A1

Abstract

CAMADAS CERáMICAS E CORPOS MOLDáVEIS ESTáVEIS A ALTA TEMPERATURA. A presente invenção refere-se a camadas cerâmicas estáveis a altas temperaturas, a revestimentos e corpos moldáveis, assim como a sua preparação, seus empregos, e particularmente composições para sua preparação. Uma composição de acordo com a invenção abrange partículas de um componente inorgânico B, que é capaz de formar um sistema eutético um com o outro, e à temperatura de sinterização reagem pelo menos parcialmente um com o outro, sendo que é formado pelo menos um composto químico ternário, particularmente do tipo espinélio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CAMADASCERÂMICAS E CORPOS MOLDÁVEIS ESTÁVEIS A ALTA TEMPERATURA".

Descrição

A presente invenção refere-se a camadas cerâmicas de revesti-mentos e corpos moldáveis estáveis a alta temperatura, assim como a suapreparação, suas aplicações e especialmente, também a composições parasua preparação.

Do estado da técnica sabe-se que nanopartículas inorgânicassão apropriadas como fase de ligação inorgânica na preparação de cerâmi-cos. Assim a WO 03/93195 descreve nanopartículas que, devido às suaselevadas energias tensoativas, podem iniciar um processo de difusão a tem-peraturas acima de 300°C, que pode ligar partículas mais ásperas umas comas outras no campo atômico. As nanopartículas empregadas dissolvem-seassim e perdem sua forma precedente. Pode-se descrever também esteprocesso de tal forma que as nanopartículas se colocam em locais de conta-to entre os grãos da matriz e levam a uma "ligação" dos grãos da matriz.Resultam deste processo, na maior parte das vezes, camadas cerâmicasporosas ou corpos moldados cerâmicos porosos.

Verifica-se então, no emprego prático, que as camadas ou cor-pos moldados inorgânicos, assim preparados, a elevadas temperaturas po-dem ser especialmente suscetíveis a ataques químicos. As nanopartículasque formam a fase de ligação, neste caso, apresentam locais fracos na tex-tura das camadas e dos corpos moldados ligados às nanopartículas. Em umataque químico, especialmente a temperaturas elevadas, a fase de ligaçãomencionada acima é suprimida, o que reduz drasticamente e irreversivel-mente a estabilidade mecânica da cerâmica.

A tarefa da presente invenção consiste então em se preparar umproduto cerâmico com propriedades aperfeiçoadas que, a temperaturas ele-vadas, se apresenta especialmente estável perante ataques químicos. Demaneira ideal, o produto cerâmico desejável deve reunir boas propriedadesa altas temperaturas, com propriedades positivas dos produtos cerâmicosligados por nanopartículas acima mencionadas, por meio de produtos cerâ-micos ligados a nanopartículas a baixas temperaturas. Além do próprio pro-duto cerâmico, também deve ser colocado à disposição um processo parasua preparação.

Essa tarefa é solucionada pela composição com as característi-cas da reivindicação 1, o produto de reação cerâmico de acordo com a rei-vindicação 11, e o processo de acordo com a reivindicação 28. Formas deexecução preferidas da composição de acordo com a invenção e do produtode reação de acordo com a invenção são apresentadas nas reivindicações 2até 10 ou 12 até 22 em anexo. As reivindicações 23 até 27 referem-se aosempregos preferidos das composições de acordo com a invenção e aos pro-dutos de reação preparados. O teor de todas as reivindicações é feito, as-sim, por referência ao conteúdo dessa descrição.

Uma composição de acordo com a invenção é prevista para apreparação de camadas cerâmicas, revestimentos e corpos moldáveis está-veis a temperaturas elevadas, e abrange partículas de um componente inor-gânico A e partículas de um componente inorgânico B. Essas reunidas po-dem formar uma mistura eutética e reagem à temperatura de sinterização,pelo menos parcialmente, uma com a outra, sendo formado pelo menos umcomposto químico ternário (também um composto de 3 elementos), particu-larmente do tipo espinélio.

As camadas cerâmicas, revestimentos e corpos moldáveis po-dem se tratar, em algumas formas de execução preferidas, de produtos ce-râmicos silicáticos ou de nessosilicatos tais como granadas, particularmenteY3AI5Oi2 (YAL) e Y3Fe5Oi2. Particularmente preferidos, todavia, são óxidoscerâmicos, também produtos cerâmicos de óxidos ou de compostos de oxi-do, de preferência com teor reduzido ou nenhum teor de ácido silícico.

O termo "estável a elevada temperatura" significa no presentecaso uma resistência das camadas cerâmicas, revestimentos e corpos mol-dados, perante ataques químicos (ácidos ou básicos) a temperaturas eleva-das até pelo menos 900°C, de preferência até 1100°C, particularmente até1400°C. Supõe-se que essa elevada resistência é explicável, pelo menosparcialmente, pela formação de uma fase (do composto ternário) estável àalta temperatura, durante a sinterização.

Em uma mistura eutética existem pelo menos dois componentesno estado sólido, não miscíveis um com o outro, em uma tal proporção entresi que eles, como um todo, são líquidos ou sólidos a uma determinada tem-peratura. Via de regra essa temperatura situa-se abaixo da temperatura defusão dos componentes individuais.

Sob compostos do tipo espinélio são compreendidos no presen-te caso, em particular, combinações de íons metálicos bivalentes com triva-lentes ou tetravalentes em ligação com oxigênio e/ou outros calcogênioscom a fórmula AB2X4 ( A = metal bivalente, B = metal trivalente ou tetrava-lente e X = calcogênio, particularmente O, S).

Uma composição de acordo com a invenção apresenta de prefe-rência, além das partículas dos componentes AeB, também partículas emescala nanométrica de um componente C inorgânico, particularmente comum tamanho médio de partículas < 100 nm. O tamanho médio das partículasem escala nanométrica situa-se especialmente entre 1 nm e 100 nm, particu-larmente preferido entre 5 nm e 50 nm, particularmente entre 5 nm e 25 nm.

Na sinterização de uma tal composição de acordo com a inven-ção as partículas em escala nanométrica atuam como Iigante inorgânico(como descrito pela reivindicante na WO 03/93195) e enrijecem a camadacerâmica originada a temperaturas abaixo de 1000°C. A partir de temperatu-ras acima de 1000°C, particularmente acima de 1100°C, as partículas docomponente A inorgânicas e partículas do componente B inorgânicas em-pregadas, já mencionadas, formam a fase estável a temperaturas elevadas.Essa formação é opcionalmente igualmente suportada pela presença dasnanopartículas.

Em outras formas de execução preferidas da composição deacordo com a presente invenção, adicionalmente às partículas do compo-nente C, ou no lugar das mesmas, também se apresentam partículas docomponente A e/ou do componente B, pelo menos parcialmente em escalananométrica. Como as partículas do componente C, elas apresentam tam-bém de preferência um tamanho médio de partículas entre 1 nm e 100 nm.Neste âmbito, partículas com tamanhos entre 5 nm e 50 nm, e particular-mente entre 5 nm e 25 nm, são mais preferidas. Também, uma tal forma deexecução possibilita a adesão descrita na camada cerâmica que se formouna sinterização a temperaturas mais baixas, opcionalmente também na au-sência de partículas do componente C.

O componente A apresenta de preferência pelo menos um com-posto metálico, particularmente com íons metálicos bivalentes, sendo que ocomposto metálico de preferência é escolhido do grupo com compostos Cu,Fe, Co, Zn, Mn, Ce, Sn, Cd, In, Ta, Nb1 V, Mo, Y, Ni e W. Sob os compostosmencionados, óxidos de Cu, Fe, Co e Zn são especialmente preferidos.Também são empregáveis óxidos mistos, como oxido de índio-estanho (ITO)e oxido de antimônio-estanho (ATO) ou pré-etapas dos compostos mencio-nadoss. Como particularmente preferido, entre todos os compostos mencio-nados, é entretanto salientado CuO.

O composto B apresenta de preferência pelo menos um com-posto metálico ou semimetálico particularmente oxídico. Compostos metáli-cos e/ou semimetálicos, com íons metálicos trivalentes ou tetravalentes, par-ticularmente do grupo com óxidos de Al, Fe, V, CR, Si, Ti e Zr, são particu-larmente apropriados. Sob os compostos mencionados são ainda preferidosAI2O3, ZrO2 e TiO2, sendo que entre eles por sua vez AI2O3 é particularmentepreferido.

O componente C abrange de preferência pelo menos um mem-bro do grupo com compostos contendo calcogênio, carbetos e nitretos. Épreferido o componente C de natureza oxídica. Desde que não esteja pre-sente como parte dos componentes A ou B na composição, o componente Cé especialmente pelo menos um membro do grupo com óxido de alumínio,boemita, óxido de zircônio, óxido de zircônio estabilizado com ítrio, óxido decromo, óxido de cério, óxido de ferro, dióxido de silício, dióxido de estanho, eespecialmente preferido dióxido de titânio.

São particularmente preferidas as composições, cujos compo-nentes a temperaturas de sinterização reagem formando um aluminato e/ouum espinélio de cromo-ferro (Fe(Cr, Fe)204). Além disso, também podem serpreferidos titanatos. Especialmente preferidos são aluminatos, especialmen-te aluminato de cobre.

Em uma forma de execução especialmente preferida da compo-sição de acordo com a invenção, o componente B apresenta-se em excesso.Na reação das partículas do componente A inorgânico com as partículas docomponente B inorgânico, as partículas do componente A reagem respecti-vamente essencialmente totalmente, ao passo que as partículas do compo-nente B, devido ao excesso, podem estar contidas em frações essenciaistambém no produto de reação.

O componente A na composição, relativo ao peso total dos cons-tituintes sólidos da composição, está contido de preferência em uma quanti-dade entre 1 % em peso e 40% em peso, particularmente entre 5% em pesoe 15% em peso.

O componente B na composição, relativo ao peso total dos cons-tituintes sólidos da composição, está contido de preferência em uma quanti-dade entre 50% em peso e 90% em peso, particularmente entre 70% empeso e 90% em peso.

O componente C na composição, relativo ao peso total dosconstituintes sólidos da composição, está contido de preferência em umaquantidade entre 1% em peso e 40% em peso, particularmente entre 5% empeso e 15% em peso.

Composições preferidas apresentam pelo menos um agente desuspensão polar. De preferência trata-se aqui de água. A quantidade do a-gente de suspensão contido na composição de acordo com a invenção ébasicamente não crítica e pode ser variada, dependendo do emprego dacomposição. Em uma forma de execução preferida a composição apresenta-se na forma de uma suspensão de baixa viscosidade, particularmente apli-cável em camada. Em uma outra forma de execução preferida a composiçãoé pastosa.

Além dos componentes já mencionados, as composições de a-cordo com a invenção apresentam freqüentemente partículas inorgânicase/ou fibras, de preferência mais brutas (com tamanhos até o âmbito de milí-metros ou ainda maiores), particularmente como preenchedores.

Finalmente pode ser preferido, de acordo com a invenção, quecomposições de acordo com a invenção estejam essencialmente livres decompostos alcalinos e/ou de compostos alcalino-terrosos.

A invenção abrange, além disso, um produto de reação cerâmicosinterizado, que é preparável especialmente a partir de uma composição deacordo com a invenção. Ele abrange pelo menos um composto inorgânicoque foi formado na sinterização por uma reação química, assim como pelomenos um outro composto inorgânico.

Pelo menos um composto formado por sinterização é especial-mente um composto do tipo espinélio, de preferência um aluminato e/ou umespinélio de ferrocromo. Também titanatos podem ser preferidos, aluminatode cobre todavia deve ser salientado como especialmente preferido. Em ou-tras formas de execução o composto formado por sinterização pode tambémser um silicato.

Um outro composto inorgânico abrange de preferência pelo me-nos um composto, particularmente metálico ou semimetálico oxídico. Parti-cularmente preferidos são compostos metálicos com íons metálicos trivalen-tes ou tetravalentes, particularmente pelo menos um membro do grupo comóxidos de Al, Fe, V, Cr, Si, Ti e Zr. Particularmente preferentemente eles a-brangem pelo menos um composto inorgânico, pelo menos um membro dogrupo AI2O3, ZrO2, e TiO2, sendo que entre eles AI2O3 por sua vez é particu-larmente preferido.

Além disso, um produto de reação de acordo com a invençãonas formas de execução preferidas abrange pelo menos um composto fina-mente dividido. Esse apresenta de preferência um tamanho de partícula mé-dio <1 μπι, particularmente entre 50 nm e 200 nm. Um composto em escalananométrica trata-se pelo menos particularmente de um composto contendocalcogênio, um carbeto e/ou um nitreto. Desde que não esteja contido pelomenos um outro composto inorgânico no produto de reação, um compostoem escala nanométrica abrange pelo menos um membro do grupo com óxi-do de alumínio, boemita, oxido de zircônio, óxido de zircônio estabilizadocom ítrio, óxido de cromo, óxido de cério, óxido de ferro, SiO2, dióxido deestanho, e particularmente preferido dióxido de titânio.

Um produto de reação de acordo com a invenção apresenta depreferência uma estrutura heterogênea de diversas partículas, que estãoligadas firmemente umas às outras. Assim, o outro composto inorgânico a-presenta-se no produto de reação de preferência na forma de partículasgrandes longitudinais, de preferência com um comprimento médio < 100 μπι,particularmente < 50 μιη. Pelo menos um composto formado por sinterizaçãoapresenta-se no produto de reação especialmente na forma de partículascom tamanhos médios de partícula < 10 μιη, particularmente < 5 μιη, queligam as partículas longitudinais umas com as outras. Além disso, tambémestão dispostas opcionalmente partículas de pelo menos um composto emescala nanométrica nos espaços vazios (ocos) entre as partículas maiores.

A presença das partículas longitudinais pode ser opcionalmenteobservada, pelo fato de que partículas de cristal de uma composição de a-cordo com a invenção são formadas durante a sinterização, de preferênciaem uma direção. Isto é devido possivelmente ao surgimento de um eutéticolocal nos limites do grão dos cristais, de modo que se forma uma fase defundido que é responsável pelo crescimento dos cristais em uma direçãoprincipal. Pressupõe-se opcionalmente que a presença de um composto emescala nanométrica leva a uma maior redução da temperatura necessáriapara formação da fase de fusão que leva à cerâmica de sinterização que seforma.

Os produtos de reação preferidos de acordo com a invençãoapresentam de preferência uma composição, na qual os constituintes acimamencionados estão contidos nas seguintes frações:

- 50% em peso até 90% em peso, particularmente 70% em pesoaté 90% em peso, de pelo menos um outro composto inorgânico

- 5 % em peso até 25% em peso, particularmente 5% em pesoaté 15% em peso, de pelo menos um composto formado por sinterização.

Em uma forma de execução particularmente preferida da pre-sente invenção o produto de reação consiste em 70% em peso até 90% empeso de oxido de alumínio, 5% em peso até 15% em peso de aluminato decobre, assim como 5% em peso até 15% em peso de dióxido de titânio.

Em uma outra forma de execução particularmente preferida dapresente invenção, o produto de reação consiste em 70% em peso até 90%em peso de óxido de alumínio, 5% em peso até 15% em peso de aluminatode ferro, assim como 5% em peso até 15% em peso de dióxido de titânio.

Produtos de reação de acordo com a presente invenção são depreferência essencialmente livres de íons alcalinos e/ou de íons alcalino-terrosos.

Um produto de reação de acordo com a invenção tanto podeestar presente na forma de um corpo moldável estável a altas temperaturas,como também na forma de uma camada ou revestimento estável a altastemperaturas. Ele distingue-se especialmente por uma solidez e dureza ex-tremamente elevadas. Assim nas formas de execuções preferidas apresen-ta-se uma resistência à flexão na faixa de 200 MPa até 3400 MPa1 particu-larmente de cerca de 250 MPa, (determinado de acordo com DIN ISO60672). Para os produtos de reação preferidos de acordo com a invençãoforam determinadas, de acordo com DIN ISO 6507, durezas de Vicker quesituam-se especialmente na faixa entre 12-18 GPa.

Também é objeto da presente invenção, o emprego de umacomposição de acordo com a invenção para preparação de um corpo mol-dável, camadas e/ou revestimentos inorgânicos, e um produto de reação deacordo com a invenção.

As composições de acordo com a invenção são particularmentebem-processadas posteriormente por fundição com argila líquida, laminação,extrusão, moldagem de argila líquida sob pressão, bem como pressão mol-dagem sob pressão isostática a frio e a quente, formando corpos moldados,camadas e/ou revestimentos.

Dentre os empregos preferidos podem ser salientados especial-mente os revestimentos de objetos tais como tubulações de trocadores decalor em usinas elétricas. Durante a etapa de sinterização forma-se na tubu-lação do trocador de calor, a partir de uma composição de acordo com a in-venção, uma camada de proteção que pode, particularmente a elevadastemperaturas, resistir aos ataques químicos. Assim, por exemplo, escóriasaltamente agressivas, como as originadas nos processos de queima em usi-nas elétricas e instalações de queima, não atacam uma camada cerâmica ourevestimento de acordo com a invenção, mesmo a 900°C. Um outro campode emprego interessante dos produtos de reação cerâmicos de acordo coma invenção situa-se no âmbito de filtros cerâmicos, sendo que o produto dereação é apropriado tanto como produto de reação como material carreadorcerâmico, como também para revestimento de um carreador cerâmico. Veri-fica-se, além disso também que a preparação de corpos moldáveis monolíti-cos, cerâmicos de uma composição de acordo com a invenção, perante oestado da técnica oferece vantagens visíveis, já que consegue, já a baixastemperaturas, obter uma elevada resistência dos constituintes. Em outraspalavras, consegue-se a realização de corpos cerâmicos moldáveis com e-levadas resistências com temperaturas de sinterização comparativamentebaixas.

Finalmente, a invenção abrange também um processo para pre-paração de um revestimento cerâmico estável a alta temperatura em um ob-jeto, assim como todo o objeto, que é equipado com um produto de reaçãode acordo com a invenção, particularmente com um revestimento de acordocom a invenção.

O processo de acordo com a invenção abrange a aplicação deuma composição de acordo com a invenção em um objeto, opcionalmente aremoção do solvente contido na composição e a sinterização da composiçãoaplicada.

A sinterização da composição é assim realizada, de preferência,em uma temperatura > 900°C, especialmente > 1000°C. É preferida a sinte-rização da composição em um espaço de tempo de pelo menos 2 horas,especialmente entre 2 e 24 horas. Após o resfriamento obtem-se um reves-timento cerâmico estável a alta temperatura.

As vantagens mencionadas e outras vantagens da invenção sãoevidentes a partir da descrição dos exemplos e figuras que se seguem, emligação com as reivindicações abaixo. Assim as características individuais dainvenção podem ser realizadas por si só, ou em combinação umas com asoutras.

As figuras mostram:

Figura 1: fotografia de varredura eletrônica do corpo cerâmicopreparado de acordo com o Exemplo 1.

Figura 2: fotografia H-REM (fotografia de varredura eletrônica dealta resolução de uma amostra polida) da textura cerâmica preparada deacordo com o exemplo 1.

Figura 3: fotografia EDX do âmbito claro grande da Figura 2.

Figura 4: camada de proteção equipada com escórias de usinaelétrica.

EXEMPLO 1

Em um béquer de vidro equipado com um agitador de alta capa-cidade ajusta-se uma solução aquosa de HNO3 no pH 2 com submicrons(tamanho médio de grão entre 100 nm e 1 pm) de Ot-AI2O3 (89,5 % em peso)e homogeniza-se por uma hora. Em seguida acrescenta-se TiO2 em escalananométrica (rutilo; 6,5 % em peso) sob forte agitação, bem como agita-semícrons de CuO (4 % em peso). O teor de sólidos da suspensão foi de 80%em peso após a homogenização.

A argila líquida obtida pode ser bem-trabalhada e é entornadaem uma forma de gesso e secada durante a noite à temperatura ambiente.

O corpo bruto é queimado a 1100°C por duas horas. A sinterização leva apartes moldadas de coloração marrom com texturas as mais amplamentedensas e com muito boa resistência e dureza mecânica.

Uma análise produziu uma estrutura cerâmica consistindo emAI2O3, CuAI2O4 e TiO2.

A amostra, que se distingue por excelente resistência e proprie-dades a alta temperatura, consiste em acordo com avaliação difractométricapor raio X quantitativa de cerca de 87% de óxido de alumínio, tal como co-rundo (d-AI203), de cerca de 7% de aluminato de cobre (CuAI2O4), assimcomo de cerca de 6% de dióxido de titânio, tal como rutilo (TiO2).

As figuras 1 e 2 mostram fotografias de varredura eletrônica daestrutura cerâmica preparada. Podem ser bem observados cristais em formade hastes longitudinais os quais se tratam de cristais de oxido de alumínio.

Supõe-se que, além da fase estável a elevadas temperaturas já menciona-da, os cristais de alumínio em forma de hastes contribuem para uma solidezextremamente alta do produto cerâmico de reação.

O aparecimento dos cristais de alumínio em forma de hastes éatribuído ao fato de que os grãos de oxido de alumínio, na composição departida durante a sinterização, crescem em uma direção. O oxido de cobreadicionado em quantidade inferior na composição de partida armazena-senos limites do grão de oxido de alumínio. A temperaturas acima de 900°C,particularmente acima de 1000°C, forma-se, nos limites do grão, um eutéticolocal, portanto uma fase de fusão que é responsável para que o grão de óxi-do de alumínio cresça em uma direção principal.

O eutético, que permite a formação de uma fase de fusão, éformado por cerca de 90% de óxido de alumínio e 10% de oxido de cobre. Aexistência do dióxido de titânio nanocristalino reforça este efeito ainda mais.

Além do óxido de alumínio, também partículas de TiO2 assimcomo partículas de aluminato de cobre (ver particularmente marcas de umaamostra ponteaguda (HREM) na Figura 2 indicada na fotografia de retículaeletrônica altamente dissolvida) são reconhecidos nas figuras. A Figura 2mostra que, além dos cristais de óxido de alumínio (escuros na figura), tam-bém estão presentes dióxido de titânio (pequeno âmbito claro) e aluminatode cobre, como CuAI2O4 ou como CuAIO2, (âmbito claro grande).

O aluminato de cobre pode ser constatado por mapeamento deelementos e espectros EDX (Figura 3) do âmbito claro grande na fotografiaHREM. Aqui, foram observados quase que exclusivamente, oxigênio, cobree alumínio, bem como quase nenhum titânio. Um mapeamento de elementoscom varredura de EDX do âmbito escuro produziu exclusivamente oxigênio ealumínio, enquanto que os pequenos grãos claros podem ser reconhecidoscomo titânio e oxigênio.EXEMPLO 2

112 g de uma mistura aquosa (teor de sólido 75% em peso, á-gua 25% em peso) de um submícron de oxido de alumínio (70 % em peso)com dióxido de titânio em escala nanométrica (5% em peso) são homogeni-zados por uma hora em um agitador de alta capacidade com disco dissolve-dor e pérolas trituradoras de ZrO2. A esta mistura são adicionados 3,2 g deCr2O3 assim como 1,4 g Y-Fe2O3 e agitados por uma outra hora a um eleva-do índice de rotação. Obtem-se uma argila fundente relativamente líquida,fina, que igualmente pode ser entornada em gesso e secada durante a noite.1G Após 4 horas de sinterização a 1100°C forma-se um corpo moldado cinza,cuja análise revela uma mistura de óxido de alumínio, espinel de cromo ferroe dióxido de titânio (rutilo).

EXEMPLO 3

87,1 g de uma mistura (teor de sólido 75% em peso, água 25%em peso) de um submícron de óxido de alumínio (70% em peso) e dióxidode titânio (5% em peso) são homogenizados por uma hora em um agitadorde alta capacidade com disco dissolvedor e pérolas trituradoras de ZrO2. Aesta mistura adiciona-se 2,5 g de ZnO e agita-se por uma outra hora a umarotação elevada. Obtem-se uma argila líquida branca viscosa, que igualmen-te é vertida em gesso e é secada durante a noite. Após sinterização por cin-co horas a 1100°C forma-se um corpo moldado branco, cuja análise rendeuma mistura de óxido de alumínio, aluminato de zinco e dióxido de titânio(rutilo).

EXEMPLO 4

271 g de óxido de alumínio bruto (tamanho do grão 5 μπι) sãocolocados em suspensão com 55 g de água totalmente dessalinizada, e sãohomogenizados por uma hora com um agitador de alta capacidade. A estasuspensão são sucessivamente introduzidos 1,1 g de mícrons de CuO e19,7 g de TiO2 nanocristalino e homogeniza-se por mais uma hora. Ao invésde CuO pode-se empregar aqui também Cu(NO3)2. Obtem-se uma argila defundição avermelhada viscosa que é igualmente vertida em gesso e secadadurante a noite. Após 12 horas de sinterização a 1100°C forma-se um corpomoldado marrom, cuja análise revela em uma mistura de oxido de alumínio,aluminato de cobre e dióxido de titânio (rutilo). Na reação de Cu(N03)2, de-ve-se |evar em consideração um tempo de parada de duas horas a 500°C.

EXEMPLO 5

200 ml de água são introduzidos e reagidos com 32,0 de Dura-max D 3005 (fábrica Rohm & Haas). Depois são introduzidos lentamente sobagitação 800 g de AI2O3, depois 32,8 g de CuO e depois 58,2 g de TiO2- Emseguida a reação é homogenizada em um moinho de esferas.

A argila líquida de fundição assim obtida é bem processável e évertida em uma forma de gesso e secada durante a noite à temperatura am-biente. O corpo bruto é queimado a 11OO0C por duas horas. A sinterizaçãoleva a partes moldadas tingidas de marrom com estruturas o mais ampla-mente densas e com muito boa resistência mecânica e dureza.

Uma análise rendeu uma estrutura cerâmica consistindo emAI2O3, CuAI2O4 e TiO2.

EXEMPLO 6

A argila líquida de fundição obtida no Exemplo 1 foi aplicada emuma camada a uma tubulação de troca de calor metálica e, após secagemdurante a noite a uma temperatura de 1100°C, foi sinterizada em um espaçode tempo de 2 horas. A composição formou uma camada protetora na tubu-lação de trocador de calor.

A camada protetora foi colocada em contato para teste com es-córias da usina elétrica de carvão alemã e foi aquecida em um espaço detempo de 2 horas a 900°C. Não foi observada nenhuma reação entre as es-córias e a camada de proteção (nenhuma aderência ou semelhante).

Na figura 4 é apresentada uma tal camada de proteção equipadacom escórias de usina elétrica.

EXEMPLO 7

Uma composição preferida para preparação de um corpo cerâ-mico moldável compõe-se do seguinte:

(1) 60,35 % em peso de AI203(tamanho de partículas submícrons)

(2) 2,49 % em peso de CuO (tamanho de partícula em mícrons)(3) 6,03 % em peso de celulose Walocell 40000

(4) 10,86 % em peso de água (desionizada)

(5) 11,67 % em peso de suspensão de TiO2 (tamanho médio de partícula20-30 nm, teor de sólidos 37,7 % em peso)

(6) 8,61 % de plastificante PEG 400

Os componentes 1-3 (componentes secos) foram previamentemisturados em um misturador Eirich a uma rotação média por 10 min. Oscomponentes 4-6 (componentes líquidos) foram igualmente previamentemisturados e depois introduzidos a uma mistura de pó. A massa foi mistura-da por 5 minutos a uma elevada rotação. Resultou um granulado extrudávelde granulação fina.

O granulado foi preenchido em um extrusor helicoidal (FirmaECT) e extrudado por meio de um respectivo bocal em tubos, tiras, perfis emU ou L. As peças extrudadas foram cortadas nos comprimentos requisitados(entre 10 cm e 100 cm) e secadas durante a noite ao ar. A sinterização doscorpos crús secos ocorreu a 1200°C com duas horas de tempo de repouso.

Claims

1. Composição para preparação de uma camada cerâmica, re-vestimentos e corpos moldáveis, estáveis a alta temperatura, abrangendopartículas de um componente A inorgânico e partículas de um componente Binorgânico, que são capazes de formar uma mistura eutética uns com osoutros e reagem uns com os outros pelo menos parcialmente na temperaturade sinterização, sendo que é formado pelo menos um composto químicoternário, particularmente do tipo espinélio.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, abrangendopartículas em escala nanométrica de um componente C inorgânico, particu-larmente com tamanho médio de partícula < 100 nm.

3. Composição de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que as partículas do componente A e/ou do com-ponente B pelo menos parcialmente são em escala nanométrica, e apresen-tam particularmente um tamanho médio de partículas < 100 nm.

4. Composição de acordo com uma das reivindicações de 1 até-3, caracterizado pelo fato de que o componente A apresenta pelo menos umcomposto metálico de preferência com dois íons metálicos bivalentes, sendoque o composto metálico é de preferência escolhido do grupo com compos-tos de Cu, Fe, Co, Zn, Mn, Ce, Sn, Cd, In, Ta, Ν, V, Mo, Y, Ni e W oxídicos,sendo que entre eles são por sua vez especialmente preferidos óxidos deCu, Fe, Co e Zn.

5. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que o componente B abrange de preferênciapelo menos um composto metálico e/ou semimetálico oxídico, de preferênciapelo menos um composto metálico com íons metálicos trivalentes ou tetrava-lentes, particularmente pelo menos um membro do grupo com óxidos de Al,Fe, V, Cr, Ti e Zr.

6. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que o componente C abrange pelo menos ummembro do grupo com compostos contendo calcogênio, carbetos e nitretos,e de preferência é oxídico.

7. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que seus componentes, a temperaturas desinterização, reagem formando um aluminato e/ou um espinélio cromo ferro(Fe(Cr1Fe)2O4).

8. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que o componente B apresenta-se em excesso.

9. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que ela contêm pelo menos um agente desuspensão polar.

10. Composição de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que, além dos componentes já mencionados,ela contem entre outros partículas inorgânicas e/ou fibras, particularmentecomo preenchedores.

11. Produto de reação cerâmico sinterizado, preparado ou pre-parável particularmente a partir de uma composição como definido em umadas reivindicações de 1 até 10, abrangendo pelo menos um composto inor-gânico, que foi formado na sinterização por uma reação química, assim co-mo pelo menos um outro composto inorgânico.

12. Produto de reação de acordo com a reivindicação 11, carac-terizado pelo fato de que pelo menos um composto formado na sinterizaçãoé um composto do tipo espinélio, particularmente um aluminato e/ou um es-pinélio cromo ferro.

13. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11ou 12, caracterizado pelo fato de que eles abrangem pelo menos um outrocomposto inorgânico, um composto metálico ou semimetálico, de preferênciaoxídico, de preferência pelo menos um composto metálico com íon metálicotrivalente ou tetravalente, particularmente pelo menos um membro do grupodos óxidos com Al, Fe, V, Cr, Ti e Zr, particularmente preferido pelo menosum membro do grupo com AI2O3, ZrO2 e TiO2.

14. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11até 13, caracterizado pelo fato de que ele apresenta uma estrutura hetero-gênea de diferentes partículas, que estão ligadas umas às outras.

15. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11até 14, caracterizado pelo fato de que pelo menos um composto formado porsinterização no produto de reação se apresenta na forma de partículas comtamanhos médios de partícula < 10 μηι, particularmente < 5 μιη.

16. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11até 15, caracterizado pelo fato de que o outro composto inorgânico no produ-to de reação se apresenta na forma de partículas longitudinais, de preferên-cia com um comprimento médio < 100 μηι, particularmente < 50 μιτι.

17. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11até 16, abrangendo pelo menos um composto em escala nanométrica comum tamanho médio de partícula preferido < 100 nm, de preferência entre 1nm e 100 nm, particularmente entre 5 nm e 50 nm, sendo que pelo menosum composto em escala nanométrica é particularmente pelo menos umcomposto contendo calcogênio, um carbeto e/ou um nitreto.

18. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações 11até 17, abrangendo- 50% em peso até 90% em peso, particularmente 70% em pesoaté 90% em peso de pelo menos um outro composto inorgânico,- 5 % em peso até 25% em peso, particularmente 5% em pesoaté 15% em peso, de pelo menos um composto formado por sinterização.

19. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações de-11 até 18, consistindo em 70% em peso até 90% em peso de oxido de alu-mínio, 5% em peso até 15% em peso de aluminato de cobre, assim como-5% em peso até 15% em peso de dióxido de titânio.

20. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações de-11 até 18, consistindo em 70% em peso até 90% em peso de oxido de alu-mínio, 5% até 15% em peso de aluminato de ferro, assim como 5% em pesoaté 15% em peso de dióxido de titânio.

21. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações de-11 até 20, caracterizado pelo fato de que ele se apresenta na forma de umcorpo moldável estável a alta temperatura.

22. Produto de reação de acordo com uma das reivindicações de 11 até 20, caracterizado pelo fato de que ele se apresenta na forma de umacamada ou revestimento estável a alta temperatura.

23. Emprego de uma composição como definido em uma dasreivindicações de 1 até 10 para preparação de um corpo moldável, camadase/ou revestimentos inorgânicos.

24. Emprego de uma composição como definido em uma dasreivindicações de 1 até 10 para revestimento de objetos, especialmente detubos de trocadores de calor em usinas elétricas.

25. Emprego de um produto de reação como definido em umadas reivindicações de 11 até 22 como camada de proteção, especialmenteem tubos trocadores de calor em usinas elétricas.

26. Emprego de um produto de reação como definido em umadas reivindicações de 11 até 22, como constituinte de um filtro cerâmico.

27. Objeto, equipado com um produto de reação, especialmentecom um revestimento, como definido em uma das reivindicações de 11 até 22.

28. Processo para preparação de um revestimento cerâmico es-tável a altas temperaturas abrangendo a aplicação de uma composição co-mo definido em uma das reivindicações de 1 até 10 no objeto, opcionalmen-te a retirada do solvente contido na composição, e a sinterização da compo-sição aplicada.