XXVII Congresso de Iniciação Científica
Determinação das propriedades térmicas e dimensionais de grafite em pó
Carlos Henrique Peres Calixto (IC), Bruno dos Santos Potensa (IC), Marcos Augusto Lima Nobre (PQ) – Campus de Presidente Prudente – Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) – Bacharelado em Engenharia Cartográfica - *carlos.henrique.pc@hotmail.com – PIBIC/CNPq.
Palavras Chave: propriedades térmicas, grafite, espessura.
Introdução
O grafite é um alótropo do carbono; a configuração dos seus átomos é sp2 e cada um deles está ligado fortemente a outros três átomos vizinhos no mesmo plano, formando uma estrutura hexagonal plana. No eixo da ligação, os átomos estão ligados por ligações fracas do tipo pi. A elevada condutividade térmica do material deriva de sua estrutura, os elétrons do orbital pz podem se mover livremente através do cristal [1]. Grafite tem sido disperso em fluidos densos, via ultrassom, resultando em fluidos refrigerantes de alto desempenho [2].
Objetivos
Caracterização estrutural, análise de propriedades térmicas, modo de fratura sob ultrassom em fluidos viscosos e dimensões de partículas de grafite.
Material e Métodos
O pó de grafite comercial (PROAUTO) foi caracterizado por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura MEV. O modo de fratura das partículas em fluido denso, sob ultrassom foi investigado por MEV. A partir das imagens de MEV foram realizadas medidas de tamanho (médio), espessura e largura das lamelas (l) de grafite através do programa Image-J. 100 medidas aleatórias foram realizadas para determinação do tamanho médio das partículas e histograma, plotado através do software Origin. As propriedades térmicas do pó de grafite foram determinadas via analisador KD2 PRO DEGAGON DEVICES, sendo elas: condutividade, resistividade e difusividade térmica, calor específico volumétrico, medidas à 27ºC. Nesse trabalho utilizou-se o procedimento padrão de medidas de condutividade térmica de acordo com a norma 89/336/CEE [3], a qual segue as normas EN55022 (1987) e EN500082-1 (1991)[4].
Resultados e Discussão
O difratograma do pó de grafite comercial apresentou características semicristalinas, exibindo principais linhas de difração, ficha JDPDS 08-0415.
O valor do padrão de condutividade térmica é 0,398 W/mK [4] e o valor experimental foi de 0,401 W/mK.
Os valores médios das medidas de condutividade térmica, resistividade térmica, calor específico volumétrico e difusividade térmica obtidos foram 0,165 W/mK, 606,3 ºC.cm/W, 0,621 MJ/(m³·K) e 0,266 mm²/s, respectivamente. As micrografias e dimensões de grafite são mostradas na Figura 1. As micrografias de partículas submetidas a ultrassom, não mostradas aqui, apresentam fratura nas bordas, indicando colisões.
Figura 1: Determinação das dimensões das lamelas de grafite.
A espessura média das partículas foi de 3,12 µm, a espessura média das lamelas foi de 0,28 µm e a largura de uma lamela foi de 1,74 µm. A distribuição O tamanho médio foi de 61,2 µm obtido a partir do histograma.
Conclusões
Propriedades térmicas do pó de grafite foram medidas. Dimensões de partículas foram obtidos através do tratamento digital de micrografia MEV.
Agradecimentos
Agradecimentos ao Universal/CNPq e PIBIC/CNPq _________________
1Guerini, S; Ayala, P.A; Azevedo, D.L. 2008. Dissertação (Mestrado em Física) – UFMA
2Potensa, B. S; Calixto, C.H.P; Lanfredi, S; Nobre, M. A. L. 2015.
Congresso Brasileiro de Cerâmica - SE.
3Application note, KD2 Pro, Decagon Devices;
4KD2 Pro Thermal Properties Analyzer, Operator’s Manual, Version 12;
