O óxido de alumínio branco (alumina fundida branca, Al₂O₃) é amplamente utilizado como camada cerâmica resistente ao desgaste devido à sua dureza excecional (Mohs 9), elevado ponto de fusão (~2050 °C) e excelente estabilidade química. Veja como é aplicado em revestimentos e superfícies resistentes ao desgaste:
1. Propriedades-chave para a resistência ao desgaste
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Alta dureza : resiste à abrasão de partículas, lamas e fricção.
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Inércia química : resiste à corrosão de ácidos, álcalis e solventes.
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Estabilidade térmica : mantém o desempenho a altas temperaturas (até 1600–1800°C).
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Baixa porosidade : estrutura densa reduz a penetração dos meios erosivos.
2. Métodos comuns de aplicação
A. Revestimentos de pulverização térmica
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Pulverização de Plasma :
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O pó branco de Al₂O₃ é fundido e propulsionado sobre substratos metálicos (por exemplo, veios de bombas, válvulas, pás de turbinas).
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Forma uma camada densa e dura (200–500 μm de espessura) contra a abrasão e a erosão.
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HVOF (Combustível de oxigénio de alta velocidade) :
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Maior resistência de ligação do que a pulverização de plasma, adequada para ambientes de desgaste severo.
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B. Revestimentos e Azulejos Cerâmicos
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Ligado com epóxi ou resina :
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As telhas de Al₂O₃ (por exemplo, pureza de 92–99%) são coladas em caleiras, funis ou tubagens em indústrias de mineração/cimento.
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Utilizado em ciclones, pás de ventiladores e sistemas transportadores que movimentam materiais abrasivos.
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C. Compósitos resistentes ao desgaste
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Polímeros reforçados com Al₂O₃ :
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Adicionado ao epóxi/poliuretano para tubos de polpa, revestimentos ou pavimentos (por exemplo, centrais de processamento de carvão).
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Compósitos de matriz cerâmica-metal :
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Sinterizado com metais (por exemplo, Al, Fe) para peças de alta resistência, como vedantes ou rolamentos.
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3. Casos de uso industrial
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Mineração e Cimento :
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Revestimentos para britadores, moedores e equipamentos de transporte de polpa.
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Petróleo e Gás :
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Revestimentos em brocas, válvulas e bombas para resistir à erosão da areia.
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Geração de energia :
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Revestimentos de tubos de caldeiras em centrais a carvão para mitigar a abrasão por cinzas volantes.
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Automotivo :
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Componentes do motor expostos a um desgaste elevado (por exemplo, anéis de pistão, camisas de cilindro).
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4. Vantagens sobre as alternativas
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Relação qualidade/preço : Mais barato que o carboneto de silício (SiC) ou o carboneto de tungsténio (WC) para muitas aplicações.
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Versatilidade : Compatível com múltiplos métodos de deposição (pulverização, revestimento, fundição).
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Não tóxico : seguro para as indústrias alimentar/farmacêutica (ao contrário de alguns revestimentos de metais pesados).
5. Limitações
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Fragilidade : Propenso a fissuras sob impacto; frequentemente combinado com TiO₂ ou ZrO₂ para melhorar a tenacidade.
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Preparação do substrato : requer jato abrasivo e compatibilidade térmica para evitar a delaminação.