Pesagem de orifícios – É possível determinar a porosidade com exatidão, utilizando o vácuo

Pesagem de orifícios – É possível determinar a porosidade com exatidão, utilizando o vácuo

Alguns materiais são utilizados com o propósito de permitir a passagem de gases ou líquidos até um certo ponto. Outros materiais não podem apresentar qualquer porosidade. O vácuo ajuda na determinação do grau de porosidade. A BUSCH dispõe de bombas de vácuo adequadas para os processos de teste.
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Os filtros cerâmicos, como os utilizados na indústria química, têm de ter um nível de permeabilidade definido com precisão. Isso é algo que depende do tamanho e da quantidade de poros existentes no material. O volume pretendido dos poros é formado durante a sinterização e a queima. O mesmo se aplica aos tijolos de barro refratário utilizados para revestir as lareiras e os fornos de pizzas. Nesse caso, a porosidade ideal é de aprox. 20% do volume.

Hidrogénio no bloco do motor?

Já no cimento, nos ladrilhos e nas pedras naturais, especialmente no exterior, os poros não são de todo desejáveis. As pequenas aberturas permitem a infiltração de água, que, por sua vez, sob baixas temperaturas congela, podendo fazer rebentar os materiais de construção. Também é possível formarem-se fendas no bloco do motor em alumínio fundido se o material for demasiado poroso.

Neste caso, isto deve-se ao hidrogénio: o gás dissolve-se muito facilmente no alumínio líquido, formando cavidades no material à medida que arrefece. Este efeito pode ser prevenido ou minimizado durante a fundição, através da utilização de vácuo.

Determinação precisa das inclusões de gás

Para garantir a qualidade, é importante determinar a porosidade do material com precisão. Na fundição de alumínio, uma amostra do metal derretido é colocada numa pequena câmara de vácuo, onde ela arrefece. Sob vácuo, as inclusões de gás adquirem um tamanho dez vezes superior ao seu tamanho original e, muitas vezes, são facilmente visíveis num corte transversal. A densidade e a porosidade podem ser determinadas com precisão, ponderando o peso de ar e de água.

Com os materiais cerâmicos e de construção, os blocos de amostra também são sujeitos a vácuo, que aspira o ar para fora dos poros abertos. Em seguida, é utilizada água para penetrar nos poros. A diferença de peso indica o grau de porosidade. Para os dispositivos de teste bastam câmaras de vácuo pequenas. A BUSCH dispõe de uma vasta gama de bombas de vácuo de volume reduzido, cada uma delas adequada para requisitos diferentes.

Nalguns metais, o hidrogénio dissolve-se tal como o açúcar no chá. O grau de solubilidade depende da temperatura. Assim, por exemplo, 100 gramas de alumínio líquido à temperatura de fundição absorvem um centímetro cúbico de hidrogénio. Quando está frio, absorve apenas 0,05 centímetros cúbicos, ou seja, 1/20.

Quando o hidrogénio penetra num metal fundido, geralmente, é proveniente da humidade do ar. O calor da fundição provoca a divisão das moléculas de água contidas no ar em átomos de hidrogénio e oxigénio. Os átomos de hidrogénio libertados são absorvidos pelo metal líquido. Depois de ter perdido a maior parte da sua solubilidade durante o arrefecimento, o hidrogénio dissolvido regressa ao estado gasoso.

Com o alumínio, 95% do soluto passa por esta transformação, dando origem a inclusões de gás. Ao sujeitar o metal a esforço, os átomos de hidrogénio no material podem começar a migrar. Quando estes se encontram, combinam-se e formam moléculas (2 H -> H2). Durante este processo, o seu volume altera-se drasticamente, aumentando mil vezes! Formam-se pontos concentradores de tensão no metal, que podem dar origem à chamada fissuração por hidrogénio. A fim de manter a humidade afastada nos processos de fundição, estes são frequentemente executados em atmosfera de gás inerte ou sob vácuo.


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