Obtenção de fitas de scheelita (CaWO4) via tape casting em base aquosa

Scheelite, also known as calcium tungstate (CaWO4), is a mineral from the Wolframites group that holds significant economic importance due to its contribution to one of the largest quantities of tungsten production. In Brazil, the main extractiform scheelite deposits are located in the state of R...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Siqueira, Nívia Luciana Costa de
Outros Autores: Acchar, Wilson
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Tungstênio
Scheelita
Tape casting
Fitas
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55556
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Siqueira, Nívia Luciana Costa de
Obtenção de fitas de scheelita (CaWO4) via tape casting em base aquosa
description Scheelite, also known as calcium tungstate (CaWO4), is a mineral from the Wolframites group that holds significant economic importance due to its contribution to one of the largest quantities of tungsten production. In Brazil, the main extractiform scheelite deposits are located in the state of Rio Grande do Norte (RN), in the Seridó region, constituting the country's largest concentration of tungsten. However, the exploitation of this mineral has caused various negative environmental impacts in the mined areas, making it essential to develop technologies to mitigate the damages caused by the extraction and processing of this abundant resource in the state. Thin and solid films made with tungsten compounds exhibit great potential for dielectric, electronic, and optoelectronic applications, and can be produced through different methods. Tape casting is one of the simplest and well-established methods for film and tape manufacturing, being safe and non-toxic when carried out using an aqueous base. With this in mind, the objective of this study was to produce Scheelite tapes and analyze their properties. Five tapes were produced, gradually reducing the content of Scheelite residue (SR) from 100%, 75%, 50%, and 25% until complete substitution with concentrated Scheelite (SC). Physical-chemical characterization of the powders was conducted through fluorescence and X-ray diffraction tests, in addition to evaluating the rheology of the produced suspensions. The green tapes were characterized through Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Thermogravimetric Analysis (TGA), and dielectric measurements, aiming to assess the morphology, surface composition, thermal behavior, and dielectric properties of the tapes. X-ray diffraction identified the presence of scheelite, calcite, and quartz phases. The produced suspension exhibited pseudoplastic rheological behavior, ideal for tape casting. The produced tapes showed dielectric constants ranging from 7 to 3.4, average, in high-frequency ranges (0.1 to 1.5 GHz). Thus, a great potential is evidenced for tapes produced from the mixture of scheelite waste powder and concentrated scheelite in dielectric applications.
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However, the exploitation of this mineral has caused various negative environmental impacts in the mined areas, making it essential to develop technologies to mitigate the damages caused by the extraction and processing of this abundant resource in the state. Thin and solid films made with tungsten compounds exhibit great potential for dielectric, electronic, and optoelectronic applications, and can be produced through different methods. Tape casting is one of the simplest and well-established methods for film and tape manufacturing, being safe and non-toxic when carried out using an aqueous base. With this in mind, the objective of this study was to produce Scheelite tapes and analyze their properties. Five tapes were produced, gradually reducing the content of Scheelite residue (SR) from 100%, 75%, 50%, and 25% until complete substitution with concentrated Scheelite (SC). Physical-chemical characterization of the powders was conducted through fluorescence and X-ray diffraction tests, in addition to evaluating the rheology of the produced suspensions. The green tapes were characterized through Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Thermogravimetric Analysis (TGA), and dielectric measurements, aiming to assess the morphology, surface composition, thermal behavior, and dielectric properties of the tapes. X-ray diffraction identified the presence of scheelite, calcite, and quartz phases. The produced suspension exhibited pseudoplastic rheological behavior, ideal for tape casting. The produced tapes showed dielectric constants ranging from 7 to 3.4, average, in high-frequency ranges (0.1 to 1.5 GHz). Thus, a great potential is evidenced for tapes produced from the mixture of scheelite waste powder and concentrated scheelite in dielectric applications. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A scheelita, também conhecida como tungstato de cálcio (CaWO4), é um mineral do grupo dos Wolframatos que possui grande importância econômica por responder à uma das maiores quantidades de produção de tungstênio. No Brasil, os principais depósitos estratiformes de scheelita estão localizados no estado do Rio Grande do Norte (RN), na região do Seridó, constituindo a maior concentração de tungstênio do país. No entanto, a exploração desse mineral tem causado diversos impactos ambientais negativos nas áreas mineradas, o que torna imprescindível o desenvolvimento de tecnologias para mitigar os danos causados pela extração e beneficiamento desse recurso abundante no estado. Os filmes finos e sólidos fabricados com compostos de tungstênio apresentam um grande potencial para aplicações dielétricas, eletrônicas e optoeletrônicas, podendo ser produzidos por diferentes métodos. O Tape Casting é um dos métodos mais simples e bem estabelecidos para a fabricação de filmes finos, sendo seguro e não tóxico quando realizado em base aquosa. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da incorporação do resíduo de scheelita na produção de fitas cerâmicas via tape casting, analisando suas propriedades químicas, estruturais, morfológicas, térmicas e dielétricas. Foram produzidas cinco fitas com teor do resíduo da produção de scheelita (SR) reduzido gradualmente de 100%, 75%, 50% e 25%, até a substituição completa pela scheelita concentrada (SC). Realizou-se a caracterização físico-química dos pós por meio de ensaios de fluorescência, além de avaliar a reologia das suspensões produzidas. As fitas verdes foram caracterizadas por Difração de raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura com emissão de campo (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Análise Termogravimétrica (ATG) e medidas dielétricas. Na Difração de raios X, foi possível identificar a presença das fases scheelita, calcita e quartzo. A suspensão produzida apresentou comportamento reológico pseudoplástico, ideal para a conformação de fitas pelo método de tape casting. As fitas produzidas apresentaram constantes dielétricas que variaram entre 7 e 3.4, em média, em faixas de alta frequência (0.1 a 1.5 GHz). Assim, evidencia-se um grande potencial das fitas produzidas a partir da mistura dos pós de resíduo de scheelita e scheelita concentrada em aplicações dielétricas. 2023-12-04T19:34:03Z 2023-12-04T19:34:03Z 2023-07-31 masterThesis SIQUEIRA, Nívia Luciana Costa de. Obtenção de fitas de scheelita (CaWO4) via tape casting em base aquosa. Orientador: Dr. Wilson Acchar. 2023. 56f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55556 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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