BRPI0617350A2 - mÉtodo de fabricaÇço de um material cerÂmico refratÁrio, mÉtodo para fabricaÇço de um material cerÂmico de porosidade multimodal, mÉtodo de fabricaÇço de um material de cerÂmica com porosidade multimodal de 70% atÉ 90%, e mÉtodo de fabricaÇço de um material de cerÂmica isolante - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE FABRICAÇçO DE UM MATERIAL CERÂMICO REFRATÁRIO, MÉTODO PARA FABRICAÇçO DE UM MATERIAL CERÂMICO DE POROSIDADE MULTIMODAL, MÉTODO DE FABRICAÇçO DE UM MATERIAL DE CERÂMICA COM POROSIDADE MULTIMODAL DE 70% ATÉ 90%, E MÉTODO DE FABRICAÇçO DE UM MATERIAL DE CERÂMICA ISOLANTE A invenção refere-se a um método para produção de materiais de cerâmica porosos, que proporciona a vantagem de controlar e ajustar a estrutura porosa em função do tipo de aplicação desejado. Este método combina três técnicas que tornam possível gerar uma porosidade de tipo multimodal no interior de um corpo de cerâmica, sendo tais técnicas baseadas na decomposição térmica de um hidróxido de alumínio, na calcinação de um agente promotor de porosidade, a finalmente na aeração de uma suspensão de cerâmica por intermédio de um agente espumante. A presente invenção refere-se adicionalmente ao material refratário poroso obtido mediante utilização do método.

Description

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL CERÂMICO REFRATÁRIO,MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL CERÂMICO DEPOROSIDADE MULTIMODAL, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIALDE CERÂMICA COM POROS IDADE MULTIMODAL DE 70% ATÉ 90%, EMÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL DE CERÂMICA ISOLANTE

A presente invenção tem como objeto um método defabricação de materiais refratários leves com porosidademultimodal, e materiais fabricados de acordo com o referidométodo. A estrutura porosa dos materiais obtidos de acordocom a invenção, caracterizada por uma distribuiçãohomogênea dos poros e tamanhos de poro ajustáveis, permiteuma utilização eficiente dos materiais em aplicações defiltragem. As características mecânicas e térmicas dosmatérias refratários obtidos de acordo com a invenção,particularmente sua boa resistência à compressão e baixacondutividade térmica, tornam os mesmos muito atraentespara uso em altas temperaturas para propósitos de isolaçãotérmica ou montagem de estruturas.

As cerâmicas porosas são utilizadas em diversasaplicações industriais como filtros para líquidos ou gases,como suportes catalíticos ou ainda como isolantes térmicospara altas temperaturas. As características micro-estruturais destes materiais, em termos de volume poroso etamanho de poros, permitem identificar seu domínio deaplicação. Particularmente, para as espumas cerâmicas cujosporos abertos são interligados, a filtragem aparenta ser aaplicação mais adequada. Quando a porosidade é de tipofechado com tamanhos de poro micrométricos, estas espumascerâmicas serão particularmente adaptadas para isolaçãotérmica em altas temperaturas.

Existem numerosos métodos para geração daporosidade em um material cerâmico. Entre estes métodos, asinterização parcial em alta temperatura permite manter aporosidade no interior do material mediante seleção eajuste da composição dos materiais constituintes, datemperatura de sinterização e as condições de cozimento.Este método desenvolve geralmente tamanhos de poro sub-micrométricos. Um outro método consiste na utilização deaditivos ("blowing agent") que com o tratamento térmico sedecompõe e emitem bolhas de gás. Estes materiais sãocaracterizados por uma micro-estrutura porosa heterogêneaconstituída, por poros de tamanhos e formatos aleatórios.Adicionalmente, estes materiais possuem propriedadesmecânicas relativamente fracas que reduzem portanto seucampo de aplicação.

O volume poroso pode igualmente ser induzido pelacalcinação de agentes combustíveis tais como esferas depoliestireno, serragem de madeira, grânulos de goma oupartículas de coque de petróleo em dispersão na massacerâmica. Este procedimento de queima "burn-out" éamplamente utilizado na fabricação de materiais refratáriosleves utilizados para propósitos de isolação térmica. Estemétodo é entretanto somente interessante para fabricação demateriais cuja porosidade alcança no máximo 60%.Entre os materiais porosos de baixa densidade,podem ser igualmente citados aqueles referidos como de"estrutura aberta" ou do tipo de "mil-folhas". Trata-semais particularmente de argilas hidratadas do tipo dosfilosilicatos, como a vermiculita ou a perlita, que sobação de calor (>600° C) apresentam uma propriedade deaumento considerável de volume, aprisionando ar entre suaspartículas lamelares.

Os materiais microporosos são materiais querespondem com igual perfeição às solicitações térmicasreduzindo as transferências de calor dos diferentes modosde propagação. Estes materiais são constituídos porpartículas nanométricas e possuem um volume poroso superiora 90%. Sua grande resistência à propagação do calor éexplicada pela dimensão nanométrica dos poros (<100 nm) ,inferior ao trajeto médio das moléculas do ar, o quediminui significativamente a transferência de calor porconvecção. As características destes dois tipos demateriais tornam os mesmos excelentes candidatos paraaplicações de isolação térmica. Entretanto, o limite detemperatura de utilização destes materiais é relativamentereduzido, inferior a 1100° C.

Outros materiais de baixa densidade são obtidos apartir de fibras cerâmicas. Estes materiais possuemcaracterísticas notáveis em termos de densidade,porosidade, condutividade térmica, que tornam os mesmoscandidatos preferenciais para aplicações de isolaçãotérmica em altas temperaturas (>1600° C). Infelizmente, asfibras cerâmicas refratárias estão sujeitas a umaregulamentação que as classifica na categoria 2 demateriais potencialmente perigosos e cancerígenos. Destaforma, restam atualmente soluções alternativas a serempropostas como paliativos para estes problemas detoxicidade.

As espumas cerâmicas encontram-se atualmente emconsiderável desenvolvimento devido ao grande número deaplicações previstas para estes materiais. As espumas sãoamplamente utilizadas para filtragem de líquidos e gases, epor vezes para isolação térmica em altas temperaturas,substituindo produtos fibrosos. O método mais classicamenteutilizado para fabricação destas espumas consiste emimpregnar uma espuma polimérica, geralmente de poliuretano,por uma suspensão cerâmica, com secagem da espuma paraeliminação do solvente, tratamento térmico para eliminaçãodo polímero, e finalmente consolidação da réplica decerâmica por sinterização em alta temperatura. Este métodopermite obter uma cerâmica de grande porosidade abertainterligada com tamanhos de poros geralmente superiores a100 μm. Um outro método de fabricação de uma espumacerâmica consiste em incorporar à suspensão cerâmica um pómetálico de alumínio, o qual ao reagir com um compostoalealino tal como cal, gera hidrogênio que causa um efeitode expansão do corpo cru. Entretanto, estes materiaisapresentam um comportamento mecânico deficiente tanto antesquanto após o tratamento térmico.

0 processo de "gelcasting" foi igualmentedesenvolvido para fabricação de espumas cerâmicas com avantagem de tornar possível uma ampla gama de porosidades.Nesta técnica, uma suspensão cerâmica contendo um polímeroe um agente de reticulação é aerada por agitação mecânicana presença de um agente espumante. Esta espuma ésubseqüentemente consolidada por polimerização em condiçõesespecíficas. No pedido de patente n° US 2005/0200055, ainvenção refere-se à fabricação de uma peça de cerâmicaporosa a partir da polimerização de uma espuma cerâmicapreviamente formada por agitação de uma suspensão cerâmicana presença de um agente espumante, através de uma resinade epóxi como agente principal, e uma amina como agente dereticulação. Este procedimento tem todavia o inconvenientede polimerizar a espuma cerâmica por tratamento térmicoapós a mesma ter sido vertida em um molde. No pedido depatente norte americana n° US 2005/0207928, diferentementedo método precedente, a estrutura cerâmica é em primeirolugar consolidada por gelificação do polímero,particularmente álcool polivinílico. 0 gel assim obtido ésubseqüentemente aerado mediante espumação do mesmo atravésde produção de um vapor resultante da ebulição de n-hexanoa 80° C. Quando a espuma é produzida anteriormente à etapade gelificação, ela pode desaparecer parcialmente porcoalescência das bolhas, sendo desta forma difíceis dealcançar taxas de porosidade importantes. Este procedimentotem como desvantagem o fato de compreender etapas defabricação que requerem precauções especiais,particularmente a antecipação do efeito da espumação nointerior do molde da forma desejada ou retificação porusinagem da massa expandida para as dimensões desejadas.

Conforme foi referido anteriormente, a técnicaanterior relativa ao domínio dos materiais porosos informaprincipalmente quanto aos métodos relativos à maneira degerar a porosidade. Porém atualmente poucos estudos sereferem ao controle dimensional, da forma dos poros, e dadistribuição dos mesmos no interior da microestrutura.

Na patente norte americana n0 US 3.950.175, aporosidade é obtida após decomposição e/ou transformaçãotérmica de certas argilas, como a pirofilita, a cianita oumesmo o quartzo, que são adicionadas à mistura paraformação, após a sinterização, de uma cordierita porosa. Osinventores concentraram-se no controle da distribuição dedimensões dos poros favorecendo os poros de diâmetrosuperior a 10 micrometros, que designaram como "porosidadegrossa". Fazendo-se variar o tamanho dos poros com anatureza da argila, este método não permite alcançarporosidades superiores a 45% por volume. Adicionalmente, acerâmica obtida com base nestas argilas, particularmentecom base na cordierita, fica limitada a aplicações paratemperaturas médias, em qualquer caso inferiores a 1350° C.

No pedido de patente norte americano n° US2002/0043734, é descrita a fabricação de uma cerâmicaporosa a partir da decomposição térmica de um hidróxido dealumínio. As características microestruturais e mecânicasde um tal material são controladas na condição de semanterem em temperaturas de sinterização que não permitem,ou permitem apenas parcialmente, a transformação da fase Θ-Al2O3 para a fase (X-Al2O3. Para este efeito, os inventoresutilizam aditivos de zircônio que retardam estatransformação de fase e que permitem a manutenção de umasuperfície específica relativamente importante no seio domaterial. A porosidade total alcança no máximo 60%, paratamanhos de poros de 10 e 200 nm e uma superfícieespecífica de 29,53 m2/g. Uma variação destascaracterísticas é observada com o acréscimo da temperaturade sinterização, beneficiando o comportamento mecânico dacerâmica, porém contrariando as propriedadesmicroestruturais desejadas. Por outro lado, o campo deaplicação de uma tal cerâmica fica limitado a aplicações defiltragem ou de catálise, nas quais existem menosrestrições quanto a limites de temperatura de utilização eexigências mecânicas.

Adicionalmente às características microestruturaisgeralmente requeridas em uma cerâmica porosa, a utilizaçãodesta última não poderá ser otimizada se a mesma nãopossuir propriedades mecânicas aceitáveis. De acordo com oestado da técnica neste domínio, não foi até o presentemomento encontrada uma solução de compromisso entre estesdois critérios contraditórios, apesar do crescimento dademanda de cerâmicas de muito grande porosidade (>90%) . Ocontrole da microestrutura de um tal produto, em termos deporosidade, distribuição e tamanhos dos poros, e suaspropriedades mecânicas, constitui portanto um desafio a serconfrontado. Observa-se igualmente que até o presentemomento nenhuma solução foi plenamente satisfatória parauma utilização em alta temperatura, particularmente parauma temperatura máxima de utilização continua de pelo menos1300° C. Um produto que pudesse reunir os critériosmencionados acima agregaria assim as seguintescaracterísticas e vantagens:

Uma leveza proporcionada por um elevadovolume poroso, designadamente superior a 80%;

Uma distribuição controlada de tamanhos deporos;

Um produto leve possuindo uma densidadeinferior a 1;

Um nível de capacidade refratária,designadamente com um limite de temperaturade utilização contínua superior a 1300° C;

Uma capacidade de isolação elevada,designadamente com uma condutividadetérmica, medida a 1100° C, inferior a 0,4

W/m.K;

Uma resistência de compressão friasuficiente, designadamente superior a 4 MPa(40,788 kgf/cm2) ;

Uma diversidade e uma facilidade deprocessamento por moldagem de peças deformatos variados;

A presente invenção tem portanto como objetivosolucionar as desvantagens mencionadas acima medianteproposição de um método de fabricação de materiaiscerâmicos refratários de porosidade elevada e de tipomultimodal, e materiais assim obtidos reunindopreferencialmente as vantagens mencionadas acima. Aoriginalidade da invenção reside na associação vantajosa dediversas técnicas de geração de poros que serãoexplicitamente descritas mais abaixo.

Um outro objetivo da presente invenção consiste naprovisão, a um material cerâmico preparado de acordo com oreferido método de fabricação, das características deleveza necessárias a determinadas aplicações industriais.

Um outro objetivo ainda da presente invençãoconsiste particularmente na provisão de um materialrefratário de muito grande porosidade destinado aaplicações de isolação térmica e capaz de resistir a umatemperatura de utilização continua de pelo menos 1500° C.

Para este efeito, a presente invenção proporcionaum método de fabricação de materiais refratários deporosidade elevada e de tipo multimodal, que compreendevantajosamente as seguintes etapas:

(a) Preparação de uma suspensão cerâmica a partir de umamistura de pós de cerâmica, de um precursorinorgânico formado por um hidróxido de um metalrefratário, tal como hidróxido de alumínio, demagnésio ou de zircônio, e de um agente de dispersãode partículas de cerâmica;

(b) Adição à referida suspensão de um agente orgâniconatural granular, o qual atuará por um lado comoaglutinante para tornar a estrutura rígida, e poroutro lado atuará como agente promotor deporosidade;

(c) Adição à referida suspensão de um agente tensoativoutilizado como agente espumante e agitação mecânicada mistura para obtenção de uma espuma;

(d) Estabilização da espuma cerâmica através da adiçãode um agente de estabilização apropriado;

(e) Derramamento em um molde da referida espuma cerâmicaassim obtida;

(f) Gelificação do agente orgânico natural no interiorda referida suspensão de forma a obter uma massarígida;

(g) Tratamento térmico por tempera da espuma cerâmicapara eliminação de água residual e fragmentos dedecomposição do agente orgânico natural, comsubseqüente tratamento em alta temperatura pararealização da consolidação da peça por sinterizaçãodos materiais cerâmicos.

Os detalhes técnicos e diferentes vantagens dapresente invenção serão aparentes da descrição que seencontra a seguir, dada a titulo de exemplo não limitativo,de algumas formas de realização especificas do método, deacordo com a invenção, com referência aos desenhos emanexo.

A Figura 1 ilustra a microestrutura do artigoporoso fabricado de acordo com uma configuração do métodoexplicitada mais adiante no Exemplo 1.

A Figura 2 ilustra a distribuição de tamanhos deporos para o artigo poros fabricado de acordo com umaconfiguração do método explicitada no Exemplo 1.

A Figura 3 ilustra a microestrutura do artigoporoso fabricado de acordo com uma configuração do métodoexplicitada no exemplo 2.

A Figura 4 ilustra a distribuição de tamanhos deporos para o artigo poroso fabricado de acordo com umaconfiguração do método explicitada no Exemplo 2.

A Figura 5 ilustra as densidades dos artigosfabricados de acordo com uma configuração do métodoexplicitada no Exemplo 2 e tratados a 110° Cea 1550° C.

A Figura 6 ilustra as porosidades aparentes dosartigos fabricados de acordo com uma configuração do métodoexplicitada no Exemplo 2 e tratados a 1550°C.

A Figura 7 ilustra a microestrutura do artigofabricado de acordo com uma configuração do métodoexplicitada no Exemplo 3.

A Figura 8 ilustra a distribuição de tamanhos deporos para o artigo fabricado de acordo com umaconfiguração do método explicitada no Exemplo 3.

üma das vantagens do método de fabricação providopela presente invenção consiste no fato de serem realizadasetapas de elaboração que são relativamente simples,flexíveis, fáceis de praticar e aplicáveis a uma variedadede materiais cerâmicos. Uma outra vantagem da presenteinvenção reside no aspecto ecológico do método defabricação que incorpora subprodutos da indústria.Adicionalmente, trata-se de um método de fabricação que temo mérito de ser rentável do ponto de vista econômico, emcomparação com outros métodos de produção de materiaisporosos.

Etapa (a)

De acordo com. a invenção, a referida suspensão

cerâmica preparada na etapa (a) é obtida a partir de pós decerâmica que são selecionados, de forma não limitativa,entre alumina, silício, magnésio, zircônio, ou ainda entrealuminosilicatos.

Em um modo preferencial de realização, o referido

pó de cerâmica é selecionado de alumina ou silício,preferencialmente de alumina.

O diâmetro máximo das partículas de cerâmicautilizadas na invenção não é particularmente limitado, mas

preferencialmente não deverá ultrapassar 150 micrometros.

De forma apropriada e vantajosa, o referido pó decerâmica utilizado na invenção deverá compreender diversasfrações granulométricas bem distintas.

Na realidade, no desenvolvimento com objetivo derealizar objetos porosos a partir do referido pó decerâmica, foi observado que a fração granulométrica maisgrosseira poderia servir de carga granular para a estruturacerâmica, e dessa forma retardar o encolhimento da peça porocasião da sinterização em alta temperatura. Desta forma,será assim possível controlar as dimensões das peças e otipo de microestrutura desejada com preservação daporosidade.

Em um modo de realização vantajoso, a suspensãocerâmica é elaborada a partir de pelo menos duas classesgranulométricas do referido pó de cerâmica, com uma relaçãoentre a fração mais grosseira do referido pó de cerâmica ea fração mais fina devendo ser compreendida pelo menosentre 0,2 e 0,5, preferencialmente 0,4.

Em uma forma de realização muito interessante dométodo, de acordo com a invenção, o pó de cerâmicautilizado consiste em uma alumina de alta pureza, com maisde 99,7% por massa de AI2O3, e presente em duas formas Al eA2 particularmente interessante de acordo com a invenção. Opó Al é uma alumina reativa que possui uma distribuiçãogranulométrica monomodal situada em uma faixa entre 0,1 e 4ym, com um tamanho médio de grão de 0,4 μπα. Sua superfícieespecífica é 8 m2/g, e sua densidade absoluta é 3,98. Aoutra forma A2 da alumina consiste em uma alumina calcinadacuja distribuição granulométrica e bimodal e situada em umafaixa entre 0,2 e 40 μπι, com um tamanho médio de grão de2,57 μιη, com uma primeira população tendo um tamanho básicode 0,45 pm e uma segunda população tendo um tamanho base de4,5 μπι. Sua superfície específica é 2,54 m2/g e suadehsidade absoluta é 3,97.

Entende-se como uma alumina "reativa" um pó decerâmica cuja sinterização em uma cerâmica muito densa porocasião de um tratamento térmico resulta da finura de seusgrãos e da grande superfície específica obtida da mesma.

Entende-se como alumina "calcinada" um pó decerâmica mais grosseiro obtido da decomposição térmica doshidróxidos de alumínio em alumina (X-AI2O3 por ocasião de umtratamento térmico a 1250° C.

Preferencialmente, é utilizado um agentediçpersante do tipo de polieletrólito para dispersão daspartículas no interior da suspensão cerâmica mencionadaacima. Trata-se de um composto isento de soda Na20 econtendo sais de poliacrilato de amônio. Este agentedispersante proporciona a vantagem de poder trabalhar emuma gama de pH relativamente neutra, compreendida entre 7 e9, preferencialmente 8. Desta forma, uma vantagem dapresente invenção reside em uma desfloculação otimizada daspartículas de cerâmica graças a este agente ativo semnecessidade de adição de um ácido qualquer.

Interessantemente, a referida suspensão de cerâmicaé misturada com ura pó de hidróxido de alumínio específicoda invenção. Este pó de hidróxido de alumínio proporcionauma matéria prima geradora de uma porosidade muito fina nointerior do produto acabado, conforme é ilustrado maisabaixo no Exemplo 1.

0 hidróxido de alumínio ilustrado na presenteinvenção é preferencialmente proveniente de um subprodutoda indústria do alumínio. Trata-se neste caso de um póreferenciado como HA contendo 55% por massa de fase amorfae 45% por massa de fases cristalizadas, consistindo embayerita Al(OH)3 na razão de 15% por massa e boemita y-AlOOH na razão de 30% por massa. Sua densidade absoluta é2,53 e sua distribuição granulométrica é baseada em 17 μπι.A desidratação deste composto pro ocasião de um tratamentotérmico é associada a uma perda de massa de cerca de 28% a600° C e uma retração volumétrica de cerca de 30% que geraa porosidade.

Este hidróxido de alumínio, específico da presenteinvenção, serve igualmente como agente aglutinante parafabricação do material poroso. De fato, mediante combinaçãocom água, são criadas ligações físico—químicas associadas àfase amorfa presente neste composto que são suficientementefortes para provocar o endurecimento da suspensão cerâmicaquando a mesma é exposta a uma temperatura compreendidaentre 30 e 60° C, preferencialmente 50° C.

Um aspecto inovador da tecnologia de acordo com ainvenção reside portanto na utilização vantajosa destecomponente simultaneamente como aglutinante e como agentepromotor de porosidade.Adicionalmente, trata-se de um dejeto industrialcuja utilização se torna vantajosa de acordo com a invençãoe potencialmente interessante do ponto de vista econômico.

Mais particularmente, a referida suspensão cerâmicautilizada para fabricação do material poroso é compostapor:

-62 a 70% por massa do referido pó de cerâmica

-3 a 7% por massa do referido hidróxido dealumínio específico da presente invenção

- 27 a 31% por massa de uma água desmineralizadacontendo um agente dispersante do tipopolieletrólito na proporção de 1:100.

A Figura 1 ilustra o tipo de estrutura porosaobtido para peças cerâmicas realizadas a partir da técnicaconforme descrita acima, após um tratamento térmico a 1550°C durante 4 horas. Estas peças de cerâmica sãocaracterizadas por uma microestrutura coesiva consistindoera aglomerados de alfa alumina e uma porosidade inter-granular do tipo vermicular. A utilização de uma talsuspensão de cerâmica nesta forma de realização específica,de acordo com a invenção, permite que uma peça de cerâmicaalcance uma porosidade aparente de pelo menos 36%, conformeexplicitada mais abaixo no Exemplo 1.

Etapa (b)

O método de fabricação de acordo com a invençãocompreende portanto a elaboração de uma suspensão cerâmicana etapa (a) conforme descrita acima, à qual é adicionadoum agente promotor de porosidade na etapa (b) . Por ocasiãodo tratamento térmico, este último é então calcinado, e aporosidade residual corresponde então substancialmente àsdimensões e formatos das partículas iniciais.

Entre os agentes promotores de porosidade bemconhecidos na técnica, são citados particularmente oscoques de petróleo, as esferas de PMMA (polimetilmetacrilato), as serragens de madeiras e os amidos ougomas.

Em ura modo de realização vantajoso, o agentepromotor de porosidade selecionado na presente invenção éum amido ou goma de milho natural ou modificadoquimicamente. Ele apresenta uma perda em secagem a 110° Cde 11,8%. Sua massa volumétrica aparente é 1,51 g/cm3 e otamanho médio de suas partículas é 12 pm. Sua decomposiçãotérmica é caracterizada por uma perda de massa brutal decerca de 80% a 300° C, a qual prossegue até 500° C com asaída do carbono residual.

As propriedades do amido ou goma descritas maisabaixo são benéficas para a fabricação de peças porosas.Este amido ou goma é insolúvel na água até uma temperaturade cerca de 50° C. Acima desta temperatura, designadamenteentre 50 e 80° C, as ligações intermoleculares sãoreforçadas, e os grânulos de amido ou goma apresentam umaexpansão rápida e irreversível por hidratação. Esta últimatem então como conseqüência um enrijecimento da estrutura,bloqueando entre os grânulos de amido ou goma o esqueletogranular formado de partículas cerâmicas. Após a têmperaacarretando a pirólise do amido ou goma, e subseqüentementeapós a sinterização da peça, a porosidade residual comtamanhos de poros de cerca de 10 pm encontra-se associada àquantidade de amido ou goma incorporada, e corresponde àforma e às dimensões das partículas de amido ou gomaalcançadas por ocasião do processo de consolidação.

Uma vantagem desse agente promotor de porosidadereside portanto em suas propriedades gelificantes, sendoapropriada ao método de acordo com a invenção, e permitindoevitar a adição de um outro aglutinante orgânico do tipo doálcool polivinílico (PVA) ou outra resina polimérica,conforme ocorre geralmente nas outras técnicas.

Um outro aspecto vantajoso do componente promotorde porosidade de acordo com a invenção reside no fato de omesmo ser um polímero natural portanto mais ecológico emenos oneroso em comparação com outros tipos de polímero.

De acordo com a invenção, o método de fabricação doreferido material poroso compreende a incorporação doreferido amido ou goma, ou de um outro agente promotor deporosidade, à referida suspensão cerâmica conformemencionada acima.

Mais particularmente, a referida composição de basepara fabricação do material poroso de acordo com a invençãocontém o material cerâmico e o agente promotor deporosidade nas proporções:

40 a 60% por massa do referido pó de cerâmicamencionado acima;

- 2 a 10% por massa do referido hidróxido dealumínio HA específico da presente invenção;

7 a 24% por massa de um agente promotor deporosidade, particularmente do referido amidoou goma, preferencialmente 19% por massa;

- 25 a 35% por massa de uma água desmineralizadacontendo o agente dispersante mencionado acimaem uma proporção de cerca de 1:100.

É importante observar que nesta etapa do método deelaboração de acordo com a invenção, a viscosidade dareferida suspensão de cerâmica deverá ser suficientementebaixa para permitir a incorporação da quantidade desejadade um agente promotor de porosidade, particularmente deamido ou goma, para dessa forma ser assegurada uma boahomogeneidade da referida mistura.

Adicionalmente, a quantidade de agente promotor deporosidade, por exemplo amido ou goma, incorporado àmistura, depende das características micro-estruturais quese pretende alcançar para o produto acabado, as quais podemser então controladas e ajustadas em função da aplicaçãopretendida, conforme se encontra ilustrado mais abaixo no

Exemplo 2.

A Figura 3 ilustra o tipo de estrutura porosaobtida após tratamento térmico a 1550° C durante 4 horas doartigo elaborado de acordo com o método conforme descritoacima com 15% de amido ou goma na mistura. Observa-se aestrutura porosa resultante da sinterização das aluminas edo hidróxido de alumina conforme observada na Figura 1, eporos com cerca de 10 μπι resultantes da calcinação do amidoou goma.

Etapas (c) e (d)

O método de fabricação de material poroso de acordocom a invenção compreende portanto a elaboração de umasuspensão conforme descrita acima e compreendendo, em umaforma de realização vantajosa da invenção, uma alumina, umhidróxido de alumínio e um amido ou goma, e à qual éadicionado um agente promotor de espumação em uma etapa(c) . É então formado uma espuma cerâmica sob agitaçãomecânica mediante adição de um agente tensoativo utilizadocomo agente espumante, com subseqüente estabilização poradição de um agente estabilizador na etapa (d) .

De acordo com este princípio, a suspensão cerâmicaé aerada produzindo minúsculas bolhas de ar através de umaagitação mecânica vigorosa. O resultado é um produtocontendo bolhas de ar de tamanhos uniformes e distribuídashorno g eneamente.

Em um modo particular da invenção, o agenteespumante que serve para aerar a suspensão cerâmicaproduzida é selecionado apropriadamente entre agentestensoativos aniônicos, como lauril sulfato de sódio,preferencialmente sulfato de amônio e dodecil, ou ainda àbase de produtos de decomposição de proteínas como a albumina.A incorporação à formulação do referido agenteespumante conforme mencionado acima é acompanhada pelaadição de um agente estabilizador que tem como efeito acoagulação da espuma cerâmica que acaba de ser produzida. 0agente estabilizador é por exemplo constituído por um pó àbase de bentonita.

A espuma cerâmica de acordo com a invenção éportanto constituída por uma mistura de materiaiscerâmicos, preferencialmente alumina e hidróxido delumínio, um agente promotor de porosidade,preferencialmente amido ou goma, um agente espumantelíquido, particularmente sulfato de amônio e dodecil, e umagente estabilizador, particularmente um composto à base debentonita.

Mais particularmente, a composição de base parafabricação do material poroso de acordo com a invençãocontém o material cerâmico, o agente promotor deporosidade, o agente espumante e o agente estabilizador nasseguintes proporções:

- 40 a 60% por massa do referido pó de cerâmicamencionado acima

- 2 a 10% por massa do referido hidróxido dealumina HO específico da presente invenção

- 7 a 24% por massa do referido agente promotorde porosidade, particularmente amido ou goma,preferencialmente 19%

- 1,5 a 4% por massa do referido agenteespumante, preferencialmente 3%0,1 a 0,4% por massa do referido agenteestabilizador, preferencialmente 0,2%- 25 a 35% por massa de uma água desmineralizadacontendo o agente dispersante mencionado acimaem uma proporção de cerca de 1:100.

A adição do referido agente espumante à preparaçãode cerâmica pode ser acompanhada por uma alteraçãosignificativa da viscosidade da pasta de cerâmica,designadamente uma redução de viscosidade conformeobservada na presente invenção.

Além disso, o ajuste da consistência da pasta decerâmica permite formar uma espuma cujas característicasintrínsecas, em termos de porosidade, tamanhos de poros ougrau de inter conectividade, dependendo do tipo deaplicação, são então controladas e ajustadas.

Para este efeito, um agente tensoativo apropriadopode ser adicionado à referida espuma de cerâmica após aadição do agente espumante ter causado uma alteração deviscosidade da pasta de cerâmica. Além disso, o ajuste daviscosidade da pasta de cerâmica graças a este agentetensoativo pode ser realizado simultaneamente e de formaprogressiva mediante a adição igualmente progressiva doreferido agente espumante. Desta forma, fazendo-sereferência às considerações enunciadas acima, ascaracterísticas intrínsecas do material são definidas econtroladas mediante uma seleção adequada do tipo de agente23

tensoativo e da quantidade adicionada à mistura.

Em um modo preferencial de realização, o referidoagente tensoativo é selecionado entre os polieletrólitosque têm como função modificar a carga superficial daspartículas de cerâmica contidas na mistura, particularmenteaqueles que permitem aglomerar novamente as partículas, talcomo a poli(4-vinilpiridina) (PVP), preferencialmente apolietiloenoimina (PEI) conforme a utilização feita napresente invenção.

Adicionalmente, é essencial observar que nestaetapa de realização, o ajuste dos parâmetros de elaboraçãoda referida espuma de cerâmica é preponderante paraobtenção das características micro-estruturais desejadaspara o produto acabado, designadamente a velocidade dapalheta de agitação, e o tempo de agitação.

A Figura 7 ilustra o tipo de estrutura porosaobtido para o material fabricado a partir do método deacordo com a presente invenção, que resulta portanto daassociação de três técnicas que geram porosidade,designadamente a decomposição térmica do hidróxido dealumínio, a calcinação do amido ou goma, e finalmente aprodução de uma espuma conforme explicitada no Exemplo 3.São então observados as três divisões de tamanhos de porosassociadas a estes três geradores de porosidade, baseadasem cerca de 100 nm para o hidróxido de alumínio, cerca de 10 μπι para o amido ou goma e cerca de 100 um para o agenteespumante.Neste caso, se necessário, é possível adicionar umagente aglutinante inorgânico em último lugar à espumacerâmica para adaptação a condições específicas, tornandoassim a operacionalidade do produto mais flexível e maisfácil de obter.

Neste caso particular de realização, são obtidossomente benefícios das propriedades promotoras deporosidade do hidróxido de alumínio e do amido ou goma, enão são obtidos benefícios particulares de suaspropriedades gelificantes. De acordo com esta forma derealização, não é causada deformação dos grânulos de amidoou goma nem mesmo o desabamento dos mesmos formando um gel.Desta forma, a integridade física das partículas de amidoou goma é conservada por ocasião do tratamento a frio doproduto vertido.

Mais particularmente, o agente aglutinante pode serselecionado de entre os aglutinantes numerais comoaglutinantes hidráulicos que endurecem na água,designadamente o cimento aluminoso, o alumínio hidratável,ou aglutinantes químicos que endurecem por reação química,designadamente os silicatos de álcalis.

Em um modo preferencial de realização, o alumíniohidratável é utilizado como aglutinante na presenteinvenção para conferir ao material final um elevado teor dealumínio e assegurar assim uma boa propriedade refratáriado mesmo.

Na etapa (e) a espuma de cerâmica obtida de acordocom as etapas precedentes é vertida em um molde. Emseguida, a etapa (f) compreende a gelificação do agenteorgânico natural no interior desta espuma de cerâmica paraobtenção de uma massa rigida. a espuma de cerâmica queforma assim esta massa rigida é então, em uma etapa (g) dométodo de acordo com a invenção, submetida a um tratamentotérmico por têmpera para eliminação da água residual e dosfragmentos de decomposição do agente orgânico natural,sendo finalmente tratada em alta temperatura pararealização da consolidação da peça por sinterização dosmateriais de cerâmica.

A presente invenção tem igualmente como objeto ummaterial de cerâmica utilizado em determinadas aplicaçõesindustriais devido a sua leveza, caracterizado por serfabricado de acordo com o método de fabricação descritoacima a partir de matérias primas refratárias e leves quesão selecionadas entre os silicatos de alumínio e/ou quesão formadas por silício.

Em um modo preferencial de realização, o referidomaterial é fabricado principalmente a partir de uma matériaprima pulverulenta de densidade absoluta inferior a 3,preferencialmente inferior a 2,5, que pode consistir em umaargila refratária, silimanita, caulim, andaluzita, mulita,silício ou uma mistura de dois ou mais destes compostos. Vantajosamente, um agente desfloculante adequado éutilizado para dispersão das partículas no interior dasuspensão de cerâmica mencionada acima. Este agentedesfloculante compreende muito freqüentemente carbonato desódio anidro utilizado em combinação com silicato de sódioem solução aquosa.

Mais particularmente, o referido material é obtidoa partir de uma suspensão de cerâmica que compreende:

40 a 60% por massa da referida matéria primapulverulenta formada de pó de cerâmica;

- 2 a 10% por massa do referido hidróxido dealumínio HA específico da presente invenção;

- 7 a 24% por massa do referido amido ou goma,preferencialmente 19%;

- 1,5 a 4% por massa do referido agenteespumante, preferencialmente 3%;

- 0,1 a 0,4% por massa do referido agenteestabilizador, preferencialmente 0,2%;

- 30 a 40% por massa de uma águadesmineralizada;

- 0,03 a 0,15% por massa de carbonato de sódio;- 0,1 a 0,2% por massa de silicato de sódio.

O material cerâmico obtido a partir da suspensão decerâmica mencionada acima é fabricado de acordo com ométodo da presente invenção, e uma forma interessante domesmo é descrita no Exemplo 4, que possui uma densidadeaparente inferior a 1, preferencialmente inferior a 0,5 euma porosidade aberta variando de 70 a 90%.

Um objetivo da presente invenção consisteparticularmente na provisão de um material com alto teor dealumina destinado a isolação térmica, proposto assim comosolução alternativa para os materiais baseados em fibrascerâmicas refratárias.

Além disso, o referido material cerâmico de acordocom a invenção, obtido a partir da suspensão de cerâmicamencionada acima e fabricado segundo o método de acordo coma invenção, possui um valor refratário superior a 1300° C,preferencialmente 1600° C, bem como uma baixa condutividadetérmica, designadamente inferior a 0,4 W/m. K-1 para umamedida a 1100° C.

Em um modo preferencial de realização, o referidomaterial é fabricado de acordo com um método conformedescrito na invenção a partir de uma mistura de pós dealumina e de silicio. Um tal material apresenta excelentespropriedades quando é utilizado como material isolante, porexemplo a temperaturas superiores a 1300° C.

O pó de silicio desta mistura compreendeparticularmente micro—silicio referenciado como S que é umpó de silicio amorfo SiO2 que pode conter uma parte desilicio metálico. Sua distribuição granulométrica situa-seem uma faixa de 0,1 até 0,8 μm com um tamanho médio degrãos de 0,3 μm para a primeira população, e de 3 até 100μm com um tamanho médio de grãos de 30 μm para a segundapopulação. Sua superfície específica é 13,8 m2/g e suadensidade absoluta é 2,55.

Mais particularmente, o referido material isolanteé fabricado a partir de uma composição de base quecompreende:

- 38 a 52% por massa do pó de alumina mencionadoacima;

- 5 a 10% por massa do pó de silício mencionadoacima;

- 2 a 10% por massa do referido hidróxido dealumínio HA específico da presente invenção;

- 7 a 24% por massa do referido amido ou goma,preferencialmente 19%;

- 1,5 a 4% por massa do referido agenteespumante, preferencialmente 3%;

- 0,1 a 0,4% por massa do referido agenteestabilizador, preferencialmente 0,2%;

- 25 a 35% por massa de uma água desmineralizadacontendo o agente dispersante mencionado acimaem uma proporção de cerca de 1:100.

De acordo com uma forma de realização interessante,por ocasião da preparação na etapa (a) da suspensão decerâmica de acordo com o método, é gerada naturalmente umaespuma pela reação entre a parte metálica contida no pó desilício e os diversos álcalis da mistura.

De acordo com um modo de realização vantajoso, ascaracterísticas intrínsecas do referido material isolantesão conferidas ao mesmo por uma distribuição de tamanho deporos particular proporcionada pelo silício específico dapresente invenção, e pelas propriedades intrínsecas dasfases presentes no interior do material após asinterização, particularmente aquelas relativas à mulita3AI2O3-2SiO2 que é formada por ocasião do cozimento doproduto.

De uma forma geral, o método de fabricação demateriais porosos de acordo com a invenção possui portantoa particularidade de associar várias técnicas que permitemindução de porosidade.

Particularmente, o método de fabricação de acordocom a invenção permite gerar uma porosidade em que adistribuição dimensional dos poros resulta da decomposiçãotérmica de um hidrato de alumínio, da decomposição de umagente orgânico natural promotor de porosidade e finalmenteda aeração da suspensão de base sob ação de um agenteespumante.

Adicionalmente, o método de fabricação de materiaisporosos de acordo com a invenção apresenta a vantagem decontrolar a porosidade favorecendo um ou outro determinadotamanho específico de poros. 0 método apresenta igualmenteas vantagens de realização prática do produto de formarelativamente fácil e rápida, e permitir a realização dequalquer forma possível da peça. A rentabilidade do métodode acordo com a invenção do ponto de vista econômico éinegável devido à utilização de produtos secundáriosrelativamente baratos.O método de fabricação de acordo com a invenção eos produtos porosos assim obtidos podem ser utilizados emtodos os domínios tecnológicos onde sejam requeridascaracterísticas de leveza, de resistência termo-mecânica ede resistência ao calor.

Podem ser designadamente citadas:

- Aplicações industriais ligadas aos processostérmicos, particularmente guarnição de fornosindustriais e condutos de fumaça ou aindaisolação de caldeiras industriais...aplicações industriais ligadas a filtragem,com um material poroso utilizado como filtrode cerâmica para partículas (caldeiras a gás)ou para líquidos para filtragem de metalfundido em metalurgia...

- Aplicações industriais ligadas à catálise, comum material poroso utilizado como suporte decatalisador para a indústria automotiva, aindústria química e petroquímica, ou comocatalisador para tratamento de fumaças deincineradores.

Exemplo 1.

Este exemplo ilustra o ganho de porosidadeproporcionado pela incorporação de pó de hidróxido dealumínio HA, específico da presente invenção, em umacomposição de cerâmica. Uma suspensão de cerâmica é entãopreparada mediante dispersão respectivamente de 4 6% e 21%por massa de pós de alumina Al e A2 em 27% por massa deágua desmineralizada contendo o dispersante do tipopolieletrólito (em uma proporção de 1:100). A referidasuspensão de cerâmica é homogeneizada com auxilio de ummisturador de palhetas durante 1 hora anteriormente àadição à mesma de 6% por massa do pó de hidróxido dealumínio. Esta suspensão de cerâmica é novamente misturadadurante 1 hora pelo misturador de palhetas antes de sercolocada em um recipiente contendo esferas de alumina comomídia de trituração, que é colocado durante 18 horas em umcompartimento submetido a vibração. Esta operação tem comoobjetivo desaglomerar e homogeneizar a suspensão. Após estaetapa, a suspensão possui uma viscosidade significativaatribuída à presença da fase amorfa contida no pó dehidróxido de alumínio utilizado. A mistura viscosa é entãovertida em um molde e disposta em uma estufa a umatemperatura de 50° C durante 12 horas, e subseqüentemente a110° C durante mais 12 horas. Após a desmoldagem, o artigoé cozido a 1550° C durante 4 horas com uma velocidade deaumento de temperatura de 5o C/min. É produzida comoresultado uma cerâmica porosa com uma densidade aparenteigual a 2,53 e cuja porosidade total alcança 36% porvolume. A distribuição de tamanhos de poros ilustrada naFigura 2 é caracterizada por dois picos centradosrespectivamente em ~20 nm e 100 nm. O ganho de porosidadeobtido nesse caso é de 20% por volume relativamente aomesmo material elaborado somente a partir de dois pós dealumínio. O material assim fabricado possui uma superfícieespecífica de cerca de 20 m2/g.Exemplo 2.

Este exemplo ilustra a possibilidade de ajustar amicro-estrutura utilizando amido ou goma em proporçõesadequadas no interior da composição conforme descrita noExemplo 1. 0 protocolo experimental conforme descrito acimapara o Exemplo 1 permanece inalterado, salvo pelo fato deque são adicionadas à suspensão cerâmica produzida pelotriturador de esferas, frações de amido ou goma (de 0 até53% por volume de materiais sólidos.) para avaliação datransformação da estrutura porosa com aumento do teor deamido ou goma. Para este efeito, cinco alíquotas de 100 cm3são então retiradas da suspensão proveniente do misturadorde esferas do Exemplo 1. Um volume de amido ou goma éadicionado a cada uma destas alíquotas, respectivamente de0, 19, 50, 62 e 85 cm3. Após homogeneização durante 1 horamediante atuação do misturador de palhetas, cada espécime évertido em um molde e é subseqüentemente disposto em umaestufa a 50° C durante 12 horas e seguidamente a 110° Cdurante outras 12 horas. Após a desmoldagem, estes cincoartigos são cozidos a 1550° C durante 4 horas com umavelocidade de aumento de temperatura de 5o C/min. A Figura5 ilustra a variação de densidade dos artigos antes e apóso cozimento em função do teor de amido ou goma incorporadona mistura de partida. Para artigos obtidos antes docozimento, a densidade decresce muito ligeiramente com oaumento do teor de amido ou goma, passando de 1,67 para omaterial sem amido ou goma para 1,43 para o materialcontendo 53% de amido ou goma por volume. Por outro lado, adensidade dos materiais cozidos decresce de forma maissignificativa com o aumento do teor de amido ou goma,passando de 2,2 para o material sem acréscimo de amido ougoma para 1,3 para o material contendo 53% de amido ou gomapor volume. A Figura 6 ilustra o ganho de porosidade obtidoapós o cozimento dos materiais em função da fração de amidoou goma. A porosidade aberta passa então de cerca de 38%para o material sem amido ou goma para 63% para o materialcontendo o máximo de amido ou goma. 0 material assimfabricado com 53% de amido ou goma possui uma superfícieespecífica de 3,60 m2/g.

Exemplo 3.

Este exemplo ilustra uma forma de realizaçãoparticular do método de fabricação, de acordo com ainvenção, de um material de cerâmica refratária com altoteor de alumina, leve e isolante.

Preparação da suspensão de cerâmica:

A suspensão de cerâmica é preparada de acordo com omesmo protocolo experimental descrito acima com relação aoExemplo 1, e é caracterizada por conter:

- 39% por massa de alumina fina Al;

- 20,60% por massa de alumina grosseira A2;

- 3,70% por massa de pó de hidróxido de alumínioHA;

- 9,20% por massa de silício S;

- 27,50% por massa de água desmineralizadacontendo o agente dispersante na proporção de1:100.

Preparação do material refratário isolante:

Na saída do compartimento vibratório, a referidasuspensão de cerâmica é homogeneizada com o auxílio domisturador de palhetas antes de ser incorporadoprogressivamente à mesma o amido ou goma (9:100 por peso dasuápensão de cerâmica) , e subseqüentemente o agenteespumante (4,12:100 por peso da suspensão de cerâmica), efinalmente o agente estabilizador (0,3:100 por peso dasuspensão de cerâmica). O ajuste da consistência da partede cerâmica foi realizado mediante adição de polietilenoimina (PEI) à medida que era adicionado o agente espumante.A alumina hidratável é então incorporada (7:100 por peso dasuspensão de cerâmica) para consolidação subseqüente domaterial. A espuma de cerâmica é então vertida em um moldee deixada secar ao ar ambiente durante 48 horas, sendosubseqüentemente disposta em uma estufa a 50° C durante 12horas, e ainda por mais 12 horas a 110° C. Após adesmoldagem, o artigo é cozido a 1550° C durante 4 horascom uma velocidade de aumento de temperatura de 5° C/min.

A tabela a seguir proporciona a análise química doreferido material refratário obtido de acordo com o métodode fabricação conforme descrito neste exemplo.Análise química Valor (%)

Al2O3 87,50

SiO2 12,00

Fe2O3 0,07

TiO2 0,01

CaO 0,18

MgO 0,07

Na2O + K2O 0,12

A análise mineralógica do referido materialrefratário isolante demonstra que o mesmo contém 57% pormassa de alumina Al2O3 e 43% por massa de mulita SAl2O3-2 SiO2.

O material leve isolante assim fabricado possui umasuperfície específica de 5,40 m2/g.

As principais características deste materialrefratário e isolante do Exemplo 3 são dadas na tabelaabaixo.

<table>table see original document page 36</column></row><table>Exemplo 4.

Este exemplo ilustra uma forma de realizaçãoparticular do método de fabricação, de acordo com a!invenção, de um material de cerâmica à base de argilarefratária fabricado de acordo com o procedimento descritono exemplo precedente.

A suspensão de cerâmica de base do material éelaborada substituindo-se a alumina por caulim, e o agentedispersante do tipo polieletrólito por carbonato de sódioanidro e silicato de sódio em solução aquosa {densidade =1,33-1,35).

Neste caso, o carbonato de sódio é dissolvido em 5%de água para introdução na suspensão por aquecimento à 40-45°C. Esta solução é adicionada à água restante e a umaprimeira fração da quantidade de silicato de sódio a seradicionado. A argila é subseqüentemente incorporada àsolução em frações sucessivas. Quando a suspensão argilosase torna espessa, é novamente adicionado silicato de sódioaté ter sido esgotada toda a argila a ser incorporada.

A composição ponderada de suspensão de cerâmica,preparada de acordo com o mesmo protocolo experimentalconforme descrito no Exemplo 1, é dada abaixo:

- 56% por massa de caulim

- 9% por massa de pó de hidróxido de alumínio HA

- 31% por massa de água desmineralizada

- 1,25% por massa de carbonato de sódio

- 2,75% por massa de silicato de sodaA análise química do caulim utilizado neste exemploé provida na tabela abaixo:

Perda por dessecagem (1000° C) 13,35%

Preparação do material refratário leve:

Na saída do compartimento vibratório, a referidasuspensão de cerâmica é novamente homogeneizada com auxíliodo misturador de palhetas anteriormente à incorporação àmesma, progressivamente e à temperatura ambiente, do amidoou goma (9:100 por peso da suspensão de cerâmica), esubseqüentemente do agente espumante (4,12:100 por peso dasuspensão de cerâmica) , e finalmente do agenteestabilizador (0,3:100 por peso da suspensão de cerâmica).A espuma de cerâmica é então vertida em um molde e deixadasecar à temperatura ambiente durante 48 horas, sendosubseqüentemente disposta em uma estufa a 50° C durante 12horas, e seguidamente por mais 12 horas a 110° C. Após adesmoldagem, o artigo é cozido a 1550° C durante 4 horas,com uma velocidade de aumento de temperatura de 5o C/min.

O material refratário leve possui uma densidadeaparente de 0,35 e uma porosidade aberta de cerca de 87%.

Claims (22)

1. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL CERÂMICOREFRATÁRIO, caracterizado por compreender as seguintesetapas: - mistura em suspensão aquosa de materiaispulverizados de cerâmica, de um hidróxido de ummetal refratário, tal como hidróxido de alumínio,de magnésio ou de zircônio, e um agentedispersante; - adição de um agente orgânico granular como agentepromotor de porosidade;- adição de um agente espumante;- agitação mecânica da mistura incluindo osreferidos componentes para obtenção de uma espuma de cerâmica;- estabilização da espuma de cerâmica assim obtidamediante adição de um agente estabilizante;- derramamento da espuma de cerâmica estabilizadapara o interior de um molde; - cozimento em estufa da referida espuma de cerâmicapara eliminação de pelo menos uma parte da águapresente na mesma; e- tratamento de alta temperatura da referida espumade cerâmica.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por serem utilizados no mesmo materiaiscerâmicos pulverizados compreendendo diversas frações degranulomêtrias diferentes.

3. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 ou-2, caracterizado por serem utilizados materiais cerâmicospulverizados compreendendo duas frações de diferentesgranulomêtrias com uma relação entre a fração mais grossa ea fração mais fina compreendida entre 0,2 e 0,5, epreferencialmente da ordem de 0, 4.

4. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 3, caracterizado por seremutilizados no mesmo materiais cerâmicos pulverizadoscompreendendo pelo menos um dos seguintes compostos: argilarefratária, silimanita, caulim, andalusita, mulita ousilício, em que estes materiais pulverizados possuem umadensidade absoluta inferior a 3, e preferencialmenteinferior a 2,5.

5. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 3., caracterizado por seremutilizados no mesmo materiais cerâmicos pulverizadosessencialmente constituídos por alumina, preferencialmenteem uma proporção superior a 99,7% por massa.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado por ser utilizada no mesmo a referida aluminaem duas formas, em que uma primeira forma possui umadistribuição monomodal situada em uma faixa de 0,1 até 4µm, com um tamanho médio de grão de 0, 4 pm, e em que umasegunda forma é constituída por uma alumina calcinada comurna distribuição granulométrica bimodal situada em umafaixa de 0,2 até 40 pm, com um tamanho médio de grão daordem de 2,57 pm.

7. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 6, caracterizado por o hidróxido dealumínio ser utilizado principalmente em forma amorfa,particularmente hidróxido de alumínio contendo entre 50 e60% por massa de fase amorfa e 40% a 50% por massa de fasescristalizadas, estas últimas compreendendo 10% até 20% pormassa de bayerita e 25 até 35% por massa de boehmita.

8. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 7, caracterizado por ser utilizadono mesmo um agente orgânico granular compreendendo umamido, particularmente uma goma natural ou modificadaquimicamente.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado por ser utilizado no mesmo uma goma em formade partículas com um tamanho médio de 12 µm..

10. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 9, caracterizado por o agenteorgânico granular, particularmente uma goma, ser adicionadoà suspensão aquosa à temperatura ambiente.

11. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 10, caracterizado por ser utilizadono mesmo um agente espumante selecionado de entre agentestensoativos, tal como lauril sulfato de sódio,particularmente sulfato de amônio e dodecilo, e produtos dedecomposição de proteínas, com o albumina.

12. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 11, caracterizado por a espuma decerâmica ser formada por aeração da referida suspensãoaquosa por meio de um agente tensoativo adicionado àsuspensão como agente espumante, em que o referido agentetensoativo compreende essencialmente sulfato de amônio edodecilo.

13. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 12, caracterizado por a espuma decerâmica ser tornada rígida por cozimento em estufa a umatemperatura entre 50° C e IlO0 C, preferencialmente a umatemperatura da ordem de 50° C.

14. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 12, caracterizado por a espuma decerâmica ser tornada rígida por cozimento era estufa a umatemperatura entre 40° C e 70° C, preferencialmente da ordemde 55° C.

15. Método, de acordo com uma das reivindicações 13ou 14, caracterizado por a temperatura de cozimento emestufa ser aumentada gradualmente ao longo do processo desecagem da espuma de cerâmica, para evitar a ocorrência degelificação da goma e para manutenção da integridade daspartículas de goma.

16. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 15, caracterizado por seremutilizados no mesmo materiais cerâmicos pulverizadoscompreendendo um pó de silício amorfo contendopreferencialmente uma fração de silício metálico.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado por o pó de silício amorfo ser utilizado emduas formas, em que uma primeira forma possui partículas de-0,1 até 0,8 pm, com um tamanho médio da ordem de 0,3 μιη, eem que uma segunda forma possui partículas de 3 até 100 μιτι,com um tamanho médio da ordem de 30 pm.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16 ou com areivindicação 17, ca r a c t e r i ζ a do por a referida espuma decerâmica ser formada por reação entre a fração de silíciometálico e álcalis contidos na referida suspensão aquosa,em que o referido silício metálico forma assim um agenteespumante.

19. Método., de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 18, caracterizado por a espuma decerâmica ser exposta a uma temperatura entre 30 e 60° C,preferencialmente uma temperatura da ordem de 50° C, paracausar um endurecimento da referida espuma pela ação deagregação de uma fase amorfa do hidróxido de alumínio.

20. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL CERÂMICO DEPOROSIDADE MULTIMODAL, de acordo com a reivindicação 1,caracteriζado por ser preparada de acordo com o mesmo umasuspensão aquosa contendo:- 40 até 60% por massa de uma cerâmica pulverizada;- 2 até 10% por massa de hidróxido de alumínio;- 7 até 24% por massa de goma, preferencialmente nafaixa de 19%;- 1,5 até 0,4% por massa de um agente espumante,preferencialmente na faixa de 3%;- 25 até 35% por massa de urna água desmineralizadacontendo um agente dispersante em uma proporção daordem de 1:100,em que a referida suspensão aquosa é submetida a agitaçãomecânica para obtenção de uma espuma de cerâmica, areferida espuma é submetida a cozimento em estufa a umatemperatura entre 50 C e 110°C, e subseqüentemente areferida espuma é exposta a uma alta temperatura,preferencialmente compreendida entre 1500° C e 1600° C.

21. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL DE CERÂMICACOM POROS IDADE MULTIMODAL DE 70% ATÉ 90%, de acordo com areivindicação 1, cara c t e r i ζ a do por no mesmo ser preparadauma suspensão aquosa contendo:- 40 até 60% por massa de urna cerâmica pulverizada;- 2 até 10% por massa de hidróxido de alumínio;- 7 até 24% por massa de goma, preferencialmente19%;- 1,5 até 4% por massa de um agente espumante,preferencialmente 3%;- 0,1 até 0,4% por massa de um agente estabilizante,preferencialmente 0,2%;- 30 até 40% por massa de uma água desmineralizada;- 0,03 até 0,15% por massa de carbonato de sódio;- 0,1 até 0,2% por massa de silicato de sódio.e no qual a referida suspensão aquosa é submetida aagitação mecânica para obtenção de uma espuma de cerâmica,a referida espuma é submetida a cozimento em estufa a urnatemperatura entre 50 C e 110° C, e subseqüentemente areferida espuma é exposta a uma alta temperatura.,preferencialmente compreendida entre 1500° C e 1600° C.

22. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM MATERIAL DE CERÂMICAISOLANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor no mesmo ser preparada uma suspensão aquosa contendo:- 38 até 52% por massa de um pó de alumina;- 5 até 10% por massa de um pó de silício;- 2 até 10% por massa de hidróxido de alumínio;- 7 até 24% por massa de goma, preferencialmente19%;- 1,5 até 4% por massa de um agente espumante,preferencialmente 3%;- 0,1 até 0,4% por massa de um agente estabilizante,preferencialmente 0,2%;- 25 até 35% por massa de uma água desmineralizadacontendo um agente dispersante em uma proporção daordem de 1:100.e no qual a referida suspensão aquosa é submetida aagitação mecânica para obtenção de uma espuma de cerâmica,a referida espuma é submetida a cozimento em estufa a umatemperatura entre 50 C e 110° C, e subseqüentemente areferida espuma é exposta a uma alta temperatura,preferencialmente compreendida entre 1500° C e 1600° C.