Utilização de resíduos de minério de manganês em compósitos de matriz metálica obtidos por sinterização em atmosfera de argônio.

Abstract

A utilização de resíduos minerais na obtenção de produtos manufaturados tem sido alvo de muitos estudos, visando a uma aplicação desses materiais. Este trabalho teve como objetivo o estudo para o desenvolvimento de compósitos com matriz metálica de alumínio, reforçados com resíduos de minério de manganês, obtidos na forma de peças sinterizadas. Por essa razão, finos de resíduos de minério de manganês foram adicionados ao pó de alumínio em proporções mássicas de 5%, 10% e 15%. A compactação das misturas dos pós foi realizada com pressão de compactação de 173,48MPa. As sinterizações foram realizadas sob atmosfera controlada (argônio) nas temperaturas de 550ºC e 600ºC durante 2h. Os produtos foram caracterizados por ensaios de densidade geométrica, área superficial BET, difração de raios X, microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), análise de imagem e ensaios de compressão. Os compósitos obtidos apresentaram-se mais leves que as amostras à verde e com resistência mecânica superior ao alumínio puro. Os valores de porosidade dos compósitos foram baixos e aumentaram ligeiramente à medida que a proporção de resíduo de minério de manganês passou de 5% para 15%, com o menor valor médio para 5% - 550°C (0,57±0,21)% e o maior para 15% - 600°C (1,58±0,38)%. Houve contração das amostras no processo de sinterização proporcionando aumento nos valores de densidade dos compósitos quando a proporção mássica de resíduo de minério de manganês utilizada foi acrescida de 5% até 15%, com o menor valor de (2,18±0,02)g/cm³ para 5% - 550°C e o maior valor de (2,26±0,08)g/cm³ para 10% - 550°C. Os compósitos com 10% de resíduo de minério de manganês apresentaram os maiores valores de resistência mecânica para as mais variadas deformações em ambas temperaturas de sinterização. O maior valor se deu para a amostra sinterizada em 550°C para a deformação de 40% (191,84±26,37)MPa. De maneira geral, as amostras apresentaram boa dispersão das partículas de resíduo de minério de manganês na fase matriz de alumínio, sem tendência a aglomerações. Constatou-se a presença de fases ricas em Mn, Al, Si, Ca e Fe nas microestruturas das amostras.