Influência do nitrato de cobalto II hexaidratado nas características da estrutura porosa de Al2O3-𝛼

Abstract

Os materiais cerâmicos porosos apresentam diversas aplicações na indústria devido às suas características como resistência química, baixa condutividade térmica e elétrica, e a própria porosidade. Porém, a baixa resistência mecânica, quando comparada com os metais, pode ser um empecilho em potenciais aplicações. Aumentar a resistência mecânica mantendo as características desejáveis de um material cerâmico setor na, então, interessante para área de biomateriais, uma área de grande aplicabilidade desses materiais. A depender dos resultados, as aplicações possíveis vão desde suporte para membranas até material para implantes ósseos. O interesse é, portanto, produzir materiais cerâmicos com estrutura de poros controlada e com maior resistência mecânica. Para obter uma estrutura de poros controlada, o freeze casting é uma técnica com capacidade de oferecer amplo controle, processo de fabricação rápido e simples e compatibilidade ambiental. Para o aumento da resistência mecânica, utiliza-se a dopagem da cerâmica. Nesse trabalho, investigou-se a influência do nitrato de cobalto II hexahidratado como agente dopante no aumento da resistência mecânica da alumina e em outras propriedades. A escolha desse dopante se deu pela boa compatibilidade química do cobalto com os tecidos vivos e a necessidade de se observar a interação desse agente com uma cerâmica. Para tal objetivo, uma suspensão foi produzida, tendo como solvente o canfeno, com concentração 20% de alumina𝛼(𝐴𝑙2𝑂3−𝛼). A alumina foi dopada com nitrato de cobalto II hexahidratado (𝐶𝑜(𝑁𝑂3)2.6𝐻2𝑂), com concentrações variando em 1%, 3% e 5% em relação à concentração de alumina, para análise do efeito da concentração do agente dopante na porosidade e resistência gerada. O Te-xaphor 963 foi usado como dispersante. Para caracterização das amostras produzidas pela técnica de freeze casting, foram feitos a análise de porosidade de Arquimedes, a microscopia eletrônica de varredura, a difração de raio-x e o ensaio de compressão. Foi observada a formação de nova fase, sendo de forma mais acentuada na maior concentração de nitrato de cobalto II, e sua influência nas microestruturas e propriedades. As diferentes concentrações do nitrato de cobalto II mostraram tanto uma estabilidade da porosidade total quanto um aumento da resistência à compressão com o aumento da concentração. As microestruturas formadas foram altamente porosas.