Suspensões aquosas de nitreto de boro hexagonal: esfoliação e caracterização
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Tipo
Dissertação
Data de publicação
2022-08-19
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Yokoyama, Dante Daiki Kawagishi
Orientador
Andrade, Ricardo Jorge Espanhol
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Fechine, Guilhermino José Macêdo
Naccache, Monica Feijó
Naccache, Monica Feijó
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Este projeto visa o estudo do processo de esfoliação e suas caracterizações físico-químicas e
reológicas do nitreto de boro hexagonal (h-BN) em suspensões com concentrações de 0,01, 0,1,
1, 2, 5, 7 e 10mg/mL de h-BN. O h-BN foi produzido por esfoliação líquida utilizando uma
solução contendo 20% de isopropanol em água e equipamentos de ultrassom de banho e
ponteira. O material antes e após a esfoliação foi caracterizado por Microscopia Eletrônica de
Transmissão (MET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Infravermelho por
Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia Raman e Difração de Raios-X. Somente após
a esfoliação foram caracterizados por Termogravimetria (TGA), Espalhamento Dinâmico de
LUZ (DLS), Potencial Zeta e realizados os estudos reológicos. Após realizados os ensaios
foram observados pelas imagens de microscopia uma redução do tamanho das aglomerações e
menor quantidade de camadas empilhadas após esfoliação. O cálculo realizado com a equação
de Debye-Scherrer, demonstrou uma diminuição do tamanho de cristalito de 17,06nm para
13,77nm. A distribuição de tamanho partículas revelou-se semelhante assim como um leve
aumento do diâmetro hidrodinâmico com o aumento da concentração de h-BN na solução.
Devido ao valor de potencial Zeta perto do limite teórico de ±30mV a suspensão mostrou-se
instável, havendo precipitação e aglomeração das nanopartículas no fluido. Os ensaios
espectroscópicos verificaram as características estruturais, como vibrações das ligações entre o
Boro (B) e Nitrogênio (N), indicando que o material possui uma pureza elevada. A partir da
análise térmica pode-se confirmar sua estabilidade térmica até 800oC, como descrito na
literatura. As suspensões produzidas encontraram-se no regime newtoniano com base nos
ensaios reológicos realizados, e a partir desses resultados a amostra produzida pode ser indicada
para métodos como spray-coating e ink-jet printing, para ser utilizado em aplicações como
revestimentos ou como cargas após secas.
Descrição
Palavras-chave
nitreto , boro , hexagonal , suspensão , reologia