Atividade de Formulação de Produtos Cerâmicos

1 Considere o sistema ternário Volastonita CS Anortita CAS2 Esfena CST a Esquematize os binários que delimitam o sistema b Construa seções isotérmicas horizontais a 1350 1325 1290 1250 1245 e 1200 C c Descreva a cristalização em equilíbrio dos seguintes líquidos CST CS CAS2 M 23 62 15 N 38 38 24 O 17 56 27 P 40 18 42 Q 60 19 21 2 Considere o sistema ternário MgO 2MgOSiO2 MgOAl2O3 M Periclário M2S Forsterita MA Espinélio a Esquematize os binários que delimitam o sistema b Construa seções isotérmicas horizontais a 2200 2000 1800 e 1700 C c Descreva a evolução no resfriamento desde 2100 C de uma composição com 38 MA 5 M2S 57 M d Esquematize seção isoplética vertical com a proporção constante 75 M 25 M2S 3 Considere o sistema ternário Sílica S Volastonita CS Anortita CAS2 a Esquematize os binários que delimitam o sistema b Construa seções isotérmicas horizontais a 1500 1300 1200 e 1100 C c Descreva a evolução no resfriamento desde 2000 C de uma composição com 80 Sílica 10 Volastonita d Esquematize seção isoplética vertical com a proporção 50 Sílica 25 Volastonita constante e Esquematize seção isoplética vertical entre os pontos A e B tais que A 45 S 55 CAS2 B 20 S 80 CS Questão 1 a Esquematize os binários que delimitam o sistema O sistema ternário é composto por Volastonita CS Anortita CAS₂ e Esfena CST Os binários que delimitam o sistema são 1 Volastonita CS Anortita CAS₂ o Este binário representa a interação entre a Volastonita CaOSiO₂ e a Anortita CaOAl₂O₃2SiO₂ A fase líquida nesse binário pode formar compostos intermediários como a Gehlenita Ca₂Al₂SiO₇ dependendo da temperatura 2 Volastonita CS Esfena CST o Este binário envolve a interação entre a Volastonita e a Esfena CaOSiO₂TiO₂ A Esfena é um mineral que contém titânio e sua presença pode influenciar a formação de fases líquidas e sólidas em diferentes temperaturas 3 Anortita CAS₂ Esfena CST o Este binário descreve a interação entre a Anortita e a Esfena A presença de titânio na Esfena pode levar à formação de fases complexas como a Perovskita CaTiO₃ em temperaturas mais baixas Os binários são importantes porque definem as fronteiras do sistema ternário permitindo a análise das fases estáveis em diferentes composições e temperaturas A interação entre os componentes pode levar à formação de eutéticos compostos intermediários ou soluções sólidas dependendo das condições termodinâmicas b Construa seções isotérmicas horizontais a 1350 1325 1290 1250 1245 e 1200 C As seções isotérmicas mostram as fases presentes em diferentes temperaturas As seções isotérmicas permitem visualizar as fases estáveis em diferentes temperaturas Por exemplo a 1350C pode haver uma fase líquida predominante enquanto a 1200C as fases sólidas começam a se formar A cristalização ocorre à medida que a temperatura diminui com as fases sólidas se formando em sequência de acordo com o diagrama de fases c Descreva a cristalização em equilíbrio dos seguintes líquidos A cristalização em equilíbrio depende da composição do líquido e das fases estáveis em cada temperatura Para os líquidos dados CST CS CAS₂ M 23 62 15 N 38 38 24 O 17 56 27 P 40 18 42 Q 60 19 21 A cristalização ocorre à medida que a temperatura diminui com as fases sólidas se formando em sequência de acordo com o diagrama de fases Por exemplo para o líquido M 23 CST 62 CS 15 CAS₂ a primeira fase a cristalizar seria a Volastonita CS seguida pela Esfena CST e finalmente pela Anortita CAS₂ Questão 2 a Esquematize os binários que delimitam o sistema O sistema ternário é composto por MgO Periclásio 2MgOSiO₂ Forsterita e MgOAl₂O₃ Espinélio Os binários que delimitam o sistema são 1 MgO 2MgOSiO₂ o Este binário descreve a interação entre o óxido de magnésio e a Forsterita A Forsterita é um mineral importante em cerâmicas refratárias e tem um ponto de fusão elevado 2 MgO MgOAl₂O₃ o Este binário envolve a interação entre o óxido de magnésio e o Espinélio O Espinélio é uma fase estável em altas temperaturas e é usado em materiais refratários 3 2MgOSiO₂ MgOAl₂O₃ o Este binário descreve a interação entre a Forsterita e o Espinélio A formação de fases intermediárias como a Cordierita 2MgO2Al₂O₃5SiO₂ pode ocorrer em determinadas condições Os binários são essenciais para entender as fases estáveis em diferentes composições e temperaturas A interação entre os componentes pode levar à formação de eutéticos ou compostos intermediários que são importantes para o controle das propriedades dos materiais cerâmicos b Construa seções isotérmicas horizontais a 2200 2000 1800 e 1700 C As seções isotérmicas mostram as fases presentes em diferentes temperaturas As seções isotérmicas permitem visualizar as fases estáveis em diferentes temperaturas Por exemplo a 2200C pode haver uma fase líquida predominante enquanto a 1700C as fases sólidas começam a se formar A cristalização ocorre à medida que a temperatura diminui com as fases sólidas se formando em sequência de acordo com o diagrama de fases c Descreva a evolução no resfriamento desde 2100C de uma composição com 38 MA 5 M₂S 57 M A composição dada é 38 MgOAl₂O₃ MA 5 2MgOSiO₂ M₂S 57 MgO M Durante o resfriamento a primeira fase a cristalizar seria o MgO Periclásio seguida pelo Espinélio MgOAl₂O₃ e finalmente pela Forsterita 2MgOSiO₂ A sequência de cristalização depende das fases estáveis em cada temperatura e da composição do líquido remanescente d Esquematize seção isoplética vertical com a proporção constante 75 M 25 M₂S A seção isoplética mostra a variação das fases ao longo de uma linha de composição constante A seção isoplética permite analisar a variação das fases ao longo de uma linha de composição constante Neste caso a proporção 75 MgO 25 2MgOSiO₂ é mantida e as fases sólidas e líquidas são representadas em função da temperatura Questão 3 a Esquematize os binários que delimitam o sistema O sistema ternário é composto por Silica S Volastonita CS e Anortita CAS₂ Os binários que delimitam o sistema são 1 Silica S Volastonita CS o Este binário descreve a interação entre a Silica e a Volastonita A formação de compostos intermediários como a Tridimita SiO₂ pode ocorrer em determinadas condições 2 Silica S Anortita CAS₂ o Este binário envolve a interação entre a Silica e a Anortita A formação de fases líquidas e sólidas depende da temperatura e da composição 3 Volastonita CS Anortita CAS₂ o Este binário descreve a interação entre a Volastonita e a Anortita A formação de compostos intermediários como a Gehlenita Ca₂Al₂SiO₇ pode ocorrer em determinadas condições Os binários são importantes porque definem as fronteiras do sistema ternário permitindo a análise das fases estáveis em diferentes composições e temperaturas A interação entre os componentes pode levar à formação de eutéticos compostos intermediários ou soluções sólidas dependendo das condições termodinâmicas b Construa seções isotérmicas horizontais a 1500 1300 1200 e 1100 C As seções isotérmicas mostram as fases presentes em diferentes temperaturas As seções isotérmicas permitem visualizar as fases estáveis em diferentes temperaturas Por exemplo a 1500C pode haver uma fase líquida predominante enquanto a 1100C as fases sólidas começam a se formar A cristalização ocorre à medida que a temperatura diminui com as fases sólidas se formando em sequência de acordo com o diagrama de fases c Descreva a evolução no resfriamento desde 2000C de uma composição com 80 Silica 10 Volastonita A composição dada é 80 Silica S 10 Volastonita CS 10 Anortita CAS₂ Durante o resfriamento a primeira fase a cristalizar seria a Silica SiO₂ seguida pela Volastonita CS e finalmente pela Anortita CAS₂ A sequência de cristalização depende das fases estáveis em cada temperatura e da composição do líquido remanescente d Esquematize seção isoplética vertical com a proporção 50 Silica 25 Volastonita constante A seção isoplética mostra a variação das fases ao longo de uma linha de composição constante A seção isoplética permite analisar a variação das fases ao longo de uma linha de composição constante Neste caso a proporção 50 Silica 25 Volastonita é mantida e as fases sólidas e líquidas são representadas em função da temperatura e Esquematize seção isoplética vertical entre os pontos A e B tais que A 45 S 55 CAS₂ B 20 S 80 CS A seção isoplética entre os pontos A e B pode ser esboçada da seguinte forma A seção isoplética entre os pontos A e B permite analisar a variação das fases ao longo de uma linha que conecta duas composições específicas Isso é útil para entender como as fases mudam em função da temperatura e da composição