Alumina refractory containing mullite-zirconia aggregate: microstructural features

O desempenho dos materiais refratários, os quais são freqüentemente submetidos a elevadas temperaturas e altos esforços mecânicos, está intimamente relacionado com a evolução microestrutural durante a sua vida em serviço. Neste contexto, foi realizado um estudo da evolução microestrutural de refratários de alumina contendo diferentes teores de agregado mulita-zircônia, submetidos à tratamentos térmicos de 2, 6 e 18 dias, à 1400 ºC e 1500 ºC. Foram formulados ainda, alguns tijolos contendo microssílica afim de induzir a formação de mulita. Para comparação, esses tijolos foram submetidos ao tratamento térmico de 6 dias à 1500 ºC. Os tratamentos térmicos aplicados permitiram aproximar-se do uso do refratário considerando apenas o efeito do tempo e da temperatura. Neste trabalho, foram utilizadas a microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios X para identificação e caracterização das fases presentes. Aplicou-se o método de Rietveld para a análise quantitativa das fases. Reações de interface entre a alumina e o agregado e entre a alumina e a microssílica, ativadas pela temperatura, puderam ocorrer, resultando na mulitização do sistema em questão. O efeito da mulitização foi especialmente notado nos resultados de módulo de ruptura para os materiais que continham microssílica.Due to the application of refractories, these materials are frequently submitted to high temperatures and loads. The performance under such hard conditions is closely related to the microstructural changes during use. This work is focused on microstructural evolution of high-alumina refractories containing mullite-zirconia aggregate in various concentrations. The materials were submitted to heat treatments at 1400 ºC and 1500 ºC, for periods of 2, 6 and 18 days to bring the characteristics of refractories in use. Some formulations incorporated microssilica, in order to induce mullitization, though reaction with alumina. These compositions were heat treated at 1500 ºC for 6 days. Scanning electronic microscopy and X-ray diffraction were applied to phase characterization. For the quantitative phase analyses Rietveld technique was used. Reaction in the interface between alumina and aggregate as well as between alumina and microsilica took place as a result of heat treatments, causing mullitization. This effect was mainly noted for results of modulus of rupture for compositions containing microsilica