PURIFICAÇÃO DE CHUMBO POR REFINO ZONAL Patrício Moreira de Araújo Filho1, Francisco Cristóvão Lourenço de Melo2, Carlos Moura Neto3 1 Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Departamento de Materiais e Tecnologia. 1 2 [email protected] – Guaratinguetá - SP, Brasil Centro Técnico Aeroespacial, Instituto de Aeronáutica e Espaço, Divisão de Materiais. 2 3 [email protected] – São José dos Campos, SP, Brasil Centro Técnico Aeroespacial, Instituto Tecnológico da Aeronáutica. 3 [email protected] – São José dos Campos, SP, Brasil Resumo. A técnica de purificação por fusão zonal, desenvolvida por Pfann, tem apresentado excelentes resultados no controle de impurezas metálicas. Neste trabalho, cinco barras de chumbo foram purificadas por meio da técnica de refino zonal. As cinco amostras, foram encapsuladas em cadinhos de quartzo, de 200 mm de comprimento, sob pressão da ordem de 6,0x10-5Pa. O processo de purificação foi realizado por meio da ação de duas zonas líquidas de 60 mm de comprimento, deslocadas 10 vezes, a uma velocidade de 5mm/h. Foi observado um baixo nível de dureza no centro dos lingotes e alta dureza na extremidade. O perfil de dureza acompanha a distribuição de impureza e as medidas de resistividade confirmam que a região central dos lingotes é a mais pura. Os resultados da análise química mostram pontos de pureza superior a 99,99%. Palavra Chave: Fusão Zonal, Solidificação Direcional, Segregação, Chumbo. Abstract. The purification technique of zone refining, developed by Pfann, has been an effective way of the impurity control. In this paper, five ingots of lead were purificated by zone refine technique. The five samples, were sealed in 200 mm long quartz tubes, under a vacuum pressure of 6,0x10-5Pa. The process of purification was conducted by two liquid zones of 60 mm long for ten passes, at a speed of 5 mm/h. It was observed low level of hardness in the center and high hardness in the extremity of the ingot. The profile of hardness fit to the distribution of impurity and the electrical resistivity measures confirmed that the CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40901 center of the ingot was the purest region of the bar. The results from chemical analysis showed one point of purity more than 99,99%. Key-words: Zone Refining, Directional Solidification, Segregation, Lead. INTRODUÇÃO A utilização de materiais puros na indústria, foi motivada por novas exigências tecnológicas. No início, materiais com baixo grau de pureza dominavam as aplicações mais diversas na indústria moderna. Com o surgimento da indústria de produtos eletro-eletrônicos, muitos materiais tiveram que ser novamente re-processados para suprir às novas tendências da indústria. Propriedades tais como; limite de resistência à tração, limite elástico, alongamento, estricção, dureza e peso específico, deixaram de ter importância decisiva na aplicação final e passaram a conviver com novas propriedades. Resistência à fluência, resistência à fadiga, resistência à corrosão, comportamento eletro-químico em face de determinadas condições, superplasticidade, condutividade, etc., foram algumas das propriedades exibidas pelos novos materiais [1]. O desenvolvimento de processos de purificação de materiais de baixo ponto de fusão é necessário na atual corrida pelo desenvolvimento tecnológico. A dependência de produtos manufaturados nessa área tem mostrado em muitos países a importância econômica e estratégica dos investimentos [1, 2]. Na atualidade, muitos processos de purificação têm evoluído rapidamente para atender as novas exigências tecnológicas. A técnica de fusão zonal é um processos que se destaca pela sua eficiência na purificação e possível crescimento de estrutura monocristalina. O controle de alguns fatores da técnica de fusão zonal, tais como; velocidade de avanço da interface sólidolíquido, comprimento da zona líquida, refino em baixa rotação, temperatura de aquecimento e distribuição de impurezas no metal crescido, têm sido alguns dos fatores que elevaram a difusão da técnica desenvolvida por Pfann. Entre alguns trabalhos que figuram na literatura do gênero, a velocidade de avanço da zona líquida varia de 0,4 a 10 mm/h e tem apresentado resultados expressivos [1, 3 – 8]. O emprego dessa técnica consiste em promover a difusão de impurezas indiretas, k>1, e diretas, k<1, pela ação do deslocamento de uma ou mais zonas líquidas conduzidas por meio de aquecedores que se movimentam em velocidade reduzidíssima [1, 4, 8]. Em barras de chumbo comercial é comum encontrar as seguintes impurezas: Ag, Sn, In, Ge, Ni, Sr, Cd, Fe, Mg, Ca, Bi, Ba, Al, Cu, Sb, As e traços de Au. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40902 Dentre essas, as impurezas; Ni, Mg, Ag e As se comportam como do tipo k>1 e as impurezas; Sn, In, Ge, Sr, Cd, Fe, Ca, Bi, Ba, Al, Cu, Sb e Au são do tipo k<1. Por meio da análise do diagrama de fases do chumbo, podemos concluir esse fato [9]. A maior aplicação de chumbo na indústria é destinado à blindagem para raios X, munição, acumuladores de automóvel, aditivo antidetonante, uso em máquinas de alta compressão, e em soldagem. A purificação desse metal tem viabilizado a pesquisa de novos materiais que utilizam o chumbo como elemento matriz para muitas ligas semicondutoras, tais como: Pb1-xSnxTe, PbTe, PbSn, PbS, PbSe, PbI2, etc., [1]. O Projeto de Semicondutores Infravermelho, da Divisão de Materiais, do Instituto de Aeronáutica e Espaço, do Centro Técnico Aeroespacial, vem tendo êxito na purificação de vários materiais de baixo ponto de fusão, 0 a 1000 0C, e caracterização de novas propriedades apresentadas por materiais nucleados por meio de: refino zonal, sublimação, crescimento Bridgman e por feixe molecular. Entre esses materiais estão o telúrio, o estanho, cádmio e o chumbo. Neste trabalho iremos analisar a redistribuição global de soluto, bem como, verificar o grau de homogeneização atingido utilizando metodologia especial para a purificação por refino zonal nos cinco lingotes de chumbo. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O material utilizado neste trabalho foi comprado da empresa Central dos Metais e Ferragem Ltda, Cambucí – SP. As impurezas estanho, bismuto, cobre, antimônio, ferro, prata, níquel, cádmio, alumínio, manganês e magnésio foram encontradas nas barras de chumbo. A pureza nominal das barras utilizadas era, segundo o fabricante, de 99,9%. As impurezas presentes nas barras eram: Sn, As, Bi, Cu, Ag, Fe, Cd, Al, Mn, Mg, Ni e Sb. Em ampolas de quartzo de 18 e 20 mm de diâmetros interno e externo, respectivamente, por 400 mm de comprimento, foram colocadas cinco amostras de chumbo. Para reduzir o nível de impurezas, realizamos a desgaseificação desses lingotes à temperatura de 920 0C sob pressão da ordem de 6,0 x 10-5 Pa, em forno elétrico interligado a uma bomba de vácuo mecânico [10]. Com base nos dados da Tabela 1 verificou-se que várias impurezas presentes no material base apresenta rápida taxa de evaporação sob pressão de vapor de 133 x 10-5 Pa. Na Tabela 1 o chumbo apresenta uma razoável taxa de evaporação da ordem de 3,05 x 10-6 Kg m-2 s-1 a CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40903 487 0C. Esse fato influenciou na escolha da temperatura de aquecimento e pressão de vapor que foi empregada durante o processo de desgaseificação [1, 11, 12]. Tabela 1 – Taxa de evaporação do chumbo e das impurezas encontradas nas barras sob pressão de vapor de 133 x 10-5 Pa [1, 11, 12]. Símbolo Zn Mg Bi Sb Pb Sn Ag Al Cu Fe Ni Mn Taxa de evaporação (Kg. m-2 .s-1) 2,15 x 10-6 a 208 0C 1,22 x 10-6 a 287 0C 3,14 x 10-6 a 450 0C 2,52 x 10-6 a 382 0C 3,05 x 10-6 a 487 0C 1,87 x 10-6 a 882 0C 1,89 x 10-6 a 757 0C 8,92 x 10-6 a 882 0C 1,33 x 10-6 a 942 0C 1,17 x 10-6 a 1107 0C 1,19 x 10-6 a 1142 0C 1,39 x 10-6 a 697 0C Comportamento sob pressão de vapor de 133 x 10-2 Pa Evaporação rapidamente a 485 0C Evaporação rapidamente a 612 0C Evaporação rapidamente a 913 0C Evaporação rapidamente a 973 0C Evaporação rapidamente a 977 0C Evaporação rapidamente a 1612 0C Evaporação rapidamente a 1337 0C Evaporação rapidamente a 1547 0C Evaporação rapidamente a 1622 0C Evaporação rapidamente a 1847 0C Evaporação rapidamente a 1877 0C Evaporação rapidamente a 1227 0C PF(0C) PE(0C) 419,5 651,0 271,3 630,5 327,4 231,9 960,5 660,0 1083,0 1540,0 1455,0 1246,0 906 1107 1420 1380 1725 2270 2210 2450 2595 3000 2730 2062 O objetivo da pré-purificação foi o de reduzir o número de impurezas indiretas, k>1, responsáveis pelo aumento do ponto de fusão do material, e permitir que as impurezas diretas, k<1, segreguem para a extremidade final dos lingotes [13, 14]. Silva (1991), mostrou que as impurezas indiretas, quando presentes acima de certo nível, retardam o deslocamento de determinadas impurezas diretas, impossibilitando, assim, que a pureza atingida seja superior a 99,99% [8]. Após análise quantitativa de impurezas, em cada lingote, foram descartadas regiões de maior nível de impurezas. A desgaseificação possibilitou a redução dos teores de Cu, Ag, Al, Sb e Fe e total vaporização das impurezas Sn, As, Ni, Cd, Mn e Mg. Porém, o teor de bismuto permaneceu inalterado [1, 10]. Na Tabela 2 pode ser comparada, a pureza inicial das barras com o nível médio de pureza nas regiões consideradas para continuidade do processo de refino e a média da média de três leituras de dureza nos lingotes. Paula (1997), demonstrou que realizando a leitura de dureza antes e após a fusão zonal, fatores perturbadores são eliminados, no que se refere à caracterização do teor de impurezas intersticiais [7]. Por esse motivo, as medidas de dureza, foram realizadas em cinco pontos sobre a superfície dos lingotes, antes e depois da purificação, e nas mesmas regiões de análise de composição química. Esse cuidado permite que possamos fazer uma comparação direta entre ambas. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40904 Tabela 2 – Avaliação de pureza nos lingotes antes da fusão zonal. Amostras de Chumbo Material Base Lingote 1 Lingote 2 Lingote 3 Lingote 4 Lingote 5 Pureza do Chumbo (% pd) 99,900 99,974 99,974 99,980 99,975 99,984 Dureza Vickers (HV) 5,40 ± 0,32 5,38 ± 0,23 5,27 ± 0,20 5,35 ± 0,35 5,03 ± 0,43 Observação: pd = por diferença O processo de purificação por fusão zonal representa o método de purificação mais viável economicamente. Resultados teóricos e experimentais de alguns estudos revelaram que um conjunto de zonas líquidas, deslocadas 10 vezes ao longo do lingote, produz excelente nível de pureza [4, 5, 7, 15]. Os cinco lingotes de chumbo, com a pureza mencionada na Tabela 2 foram encapsulados em cadinhos de quartzo sob pressão de 6,0x10-5 Pa e conduzidos ao forno de fusão zonal horizontal. Foram realizadas 10 passadas pelo conjunto de duas zonas líquidas simultâneas, de 60 mm de largura cada uma, a uma velocidade de 5mm/h e 570 0C de aquecimento, por toda a extensão dos lingotes. O equipamento de fusão zonal usado nesse trabalho é dotado de um sistema composto de 5 fornos montados sobre um carro que desloca-se ao longo dos cadinhos, vide Fig. 1. A flexibilidade de utilizar-se de 1 a 5 zonas líquidas de 20 a 120 mm de comprimento cada uma, numa barra de até 800 mm de comprimento, num percurso de 160 mm permite o uso de dois a três cadinhos por processo e utilização simultânea de dois fornos por lingote em diferentes temperaturas. O funcionamento contínuo do equipamento de fusão zonal permite o retorno automático do conjunto de fornos a ponto do início de deslocamento, a cada passada, por inversão da rotação do fuso que desloca o carro. Quando o carro porta fornos chega a ponto de partida, o acionamento automático do equipamento permite inverter novamente a rotação e reiniciar uma nova passada das zonas líquidas na barra. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40905 Figura 1 – Forno de Fusão Zonal Em seguida, realizou-se três medidas de dureza Vickers, sob carga reduzida de 10 gf por 5 segundos, com o durômetro da Digital Microhardness Tester FM, em cinco pontos na superfície, representadas nos lingotes por 5%, 25%, 50%, 75% e 95% do seu comprimento total. As análises químicas das quantidades de impurezas nestes pontos foram realizadas com auxílio de um espectrômetro de absorção atômica, Varian – Modelo AA 20 – PLUS. Para ilustrar os resultados da concentração de impurezas nos cinco lingotes de chumbo, realizou-se o cálculo do coeficiente de distribuição de soluto, k, por meio da equação (1), vide Fig. 2: (k) = Cs / Co, (1) na qual Cs é a composição de soluto e Co é a composição inicial de soluto no material [1, 8]. O emprego da equação (1) só tem sentido quando a taxa de solidificação do material for muito pequena e na presença de gradiente de temperaturas; na interface sólido - líquido, que aqui assume valores numéricos bem insignificantes [7]. Medidas de quantificação elétrica foram realizadas nas amostras de maior pureza encontrada nos lingotes de chumbo. Liu et al. (1995) obteve 94,7 µΩcm de resistividade em um banho de chumbo puro, 99,99%, a 326,9 0C [16]. Neste trabalho, porém, as amostras de chumbo foram submetidas a um recozimento por 30h a 120 0C, para redução de defeitos estruturais antes do ensaio de resistividade elétrica. Para eliminar totalmente efeitos geométricos sobre as amostras realizamos a leitura da taxa de resistividade [R4,2 /R300]. As amostras foram mantidas por 10h de exposição em aquecimento sob vácuo de 5,0x10-4 Pa e CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40906 alimentada por corrente de 10 µΑ. O sistema para aquisição de dados foi montado com um amperímetro, um nanovoltímetro da marca KEITHLEY, modelo 148, fonte de corrente, HPPOWER SUPPLY, modelo 6271B, e fios especialmente blindados. Na preparação das amostras para ensaio micrográfico, foi realizado um resfriamento em nitrogênio líquido antes do corte das amostras. Para evitar aquecimento durante preparação das superfícies, as amostras foram mergulhadas por várias vezes em nitrogênio líquido. Esse procedimento é recomendado por Paula (1997) para evitar possível recristalização microestrutural dos materiais puríssimos [7]. O polimento foi realizado com pasta de diamante em alta rotação e refrigerado com álcool. Após o polimento, foi efetuado o ataque da microestrutura por 10 segundos em uma solução de HCl diluído em água. Por fim, foi realizada análise microestrutural dos lingotes nas seções transversais das amostras através do microscópio OLYMPUS, modelo BHM. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 3 estão representados os resultados das médias de três medidas de microdureza Vickers (HV) sobre os cinco lingotes de chumbo, bem como, a quantificação das impurezas encontradas após processo de homogeneização. Observa-se que algumas impurezas em relação ao material base não foram detectadas. Existe a possibilidade dessas impurezas terem sido eliminadas já na desgaseificação ou então, terem atingido níveis menores do que 1 ppm, que representa o limite de detecção do equipamento de análise química. A presença persistente do teor de bismuto sugere que os lingotes devam ser novamente refinados. Na Figura 2 pode-se observar que a distribuição de soluto nos cinco lingotes de chumbo, foi afetada severamente mesmo levando-se em conta que os lingotes processados por refino zonal tenham níveis diferentes de pureza, vide Tabela 2. O perfil de dureza mostrado na Fig. 2 apresenta inclinação que é influenciada pela redistribuição de soluto e alta concentração de defeitos na extremidade final dos lingotes. Ressalta-se ainda, que os pontos de maior pureza obtiveram os menores níveis de microdureza Vickers. O valor numérico do coeficiente de distribuição de soluto, k, mostrado na Fig. 2, identificou que as impurezas redistribuídas para o ponto de 95% dos lingotes apresentam valor k<1 para o bismuto, o cobre, o antimônio e o ferro. Por outro lado, não foi possível detectar alguma impureza do tipo k>1. Na Figura 3 são mostrados os resultados do ensaio de taxa de resistividade elétrica nas amostras de maior pureza, lingote 4(5%) e lingote 5 (50% e 75%). O comportamento descrito pelas amostras dos lingotes 4 (5%) e lingote 5 (50%) são bem similares, tal similaridade é CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40907 justificada por uma diferença de pureza de 11 ppm. Esse fato contribui para que a taxa atingisse níveis [R4,2 /R300] < 145x 105 durante as 10h de aquecimento. Porém, na amostra do lingote 5 (75%), pode ser observado um alta taxa de resistividade que pode ser atribuído a presença de impurezas do tipo k<1 em maior quantidade. Alta homogeneidade foi observada na microestrutura solidificada nos pontos de 50% dos lingotes. A Fig. 4 mostra a microestrutura representativa dos cinco lingotes processados. Tabela 3 – Composição química e dureza dos lingotes de chumbo processados por fusão zonal. Lingote 1 Pureza do chumbo Posição (% pd) 5% 99,9840 25% 99,9810 50% 99,9812 75% 99,9780 95% 99,9720 Lingote 2 Pureza do chumbo Posição (% pd) 5% 99,9898 25% 99,9930 50% 99,9938 75% 99,9793 95% 99,9292 Lingote 3 Pureza do chumbo Posição (% pd) 5% 99,9896 25% 99,9898 50% 99,9920 75% 99,9894 95% 99,9751 Lingote 4 Pureza do chumbo Posição (% pd) 5% 99,9967 25% 99,9938 50% 99,9897 75% 99,9795 95% 99,9196 Lingote 5 Pureza do chumbo Posição (% pd) 5% 99,9939 25% 99,9958 50% 99,9978 75% 99,9797 95% 99,9215 Impurezas do chumbo (ppm) Bi Cu Sb Fe Outras 100 nd 50 10 nd 100 nd 80 10 nd 100 10 70 8 nd 100 10 100 10 nd 100 50 90 40 nd Impurezas do chumbo (ppm) Bi Cu Sb Fe Outras 100 nd nd 2 nd 50 nd nd 20 nd 60 nd nd 2 nd 200 1 nd 6 nd 500 200 nd 8 nd Impurezas do chumbo (ppm) Bi Cu Sb Fe Outras 100 2 nd 2 nd 100 nd nd 2 nd 60 nd nd 20 nd 100 2 nd 4 nd 100 140 nd 9 nd Impurezas do chumbo (ppm) Bi Cu Sb Fe Outras 30 nd nd 3 nd 60 nd nd 2 nd 100 nd nd 3 nd 200 2 nd 3 nd 400 200 200 4 nd Impurezas do chumbo (ppm) Bi Cu Sb Fe Outras 60 nd nd 1 nd 40 nd nd 2 nd 20 nd nd 2 nd 200 1 nd 2 nd 400 180 200 5 nd Dureza (HV) 5,19 ± 0,03 5,27 ± 0,12 5,25 ± 0,10 5,68 ± 0,28 5,94 ± 0,22 Dureza (HV) 4,80 ± 0,08 4,58 ± 0,17 4,54 ± 0,11 5,53 ± 0,21 7,44 ± 0,19 Dureza (HV) 4,84 ± 0,10 4,78 ± 0,13 4,60 ± 0,08 4,85 ± 0,20 5,77 ± 0,22 Dureza (HV) 3,76 ± 0,07 4,51 ± 0,11 4,83 ± 0,08 5,40 ± 0,15 7,60 ± 0,23 Dureza (HV) 4,50 ± 0,09 4,23 ± 0,08 3,42 ± 0,16 5,37 ± 0,12 7,16 ± 0,20 Observação: pd = por diferença nd = não detectado ppm = partes por milhão CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40908 750 6,0 240 5,6 220 Impurezas 200 5,4 180 5,2 160 7,65 675 Concentração total de soluto (ppm) 5,8 600 7,20 525 Dureza 450 6,30 375 5,85 300 Impurezas 5 4,95 150 4,50 75 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 5 4,05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Distância relativa (%), no lingote 1 Distância relativa (%), no lingote 2 8,0 825 250 5,8 200 5,4 5,2 150 5,0 Impurezas 100 4,8 4,6 Concentração total de soluto (ppm) 5,6 7,5 750 Dureza 675 6,5 525 6,0 450 5,5 375 Impurezas 4,5 225 4,0 150 3,5 75 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 5 3,0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Distância relativa (%), no lingote 3 Distância relativa (%), no lingote 4 8,0 900 2,2 800 6,5 6,0 5,5 Impurezas 400 5,0 4,5 200 4,0 3,5 0 0 5 Concentração total de soluto (ppm) 600 800 Lingote 1 Lingote 2 Lingote 3 Lingote 4 Lingote 5 700 600 500 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 400 1,0 300 0,8 0,6 200 0,4 100 0,2 0 3,0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0,0 0 Coeficiente de distribuição de soluto (k) 7,0 Dureza Dureza Vickers sob carga de 10gf (HV) 7,5 Concentração total de soluto (ppm) 5,0 300 50 0 7,0 600 Dureza Vickers sob carga de 10gf (HV) Dureza Dureza Vickers sob carga de 10gf (HV) Concentração total de soluto (ppm) 5,40 225 0 0 6,75 Dureza Vickers sob carga de 10gf (HV) Dureza 260 Dureza Vickers sob carga de 10gf (HV) Concentração total de soluto (ppm) 280 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Distância relativa (%), no lingote 5 Distância relativa (%), nos lingotes Figura 2 - Resultados da purificação de chumbo por fusão zonal, 10 passadas a 5 mm/h. 400 Taxa de resistividade [R4,2/R300]x10 5 Amostra do lingote 4 ( 5%) Amostra do lingote 5 (50%) Amostra do lingote 5 (75%) 350 300 250 200 150 100 0 2 4 6 8 10 -4 Tempo de aquecimento sob vácuo de 5x10 Pa (H) Figura 3 - Perfil da taxa de resistividade elétrica nas amostras de chumbo de maior pureza. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40909 1 mm Figura 4 – Micrografia representativa dos lingotes purificados por fusão zonal, 10 passadas. 4. CONCLUSÃO A metodologia empregada nesse trabalho proporcionou excelente redistribuição de soluto por todos os lingotes processados. Os pontos de maior pureza, nos lingotes refinados por fusão zonal, estão distribuídos entre as distâncias relativas de 5% a 50% nos lingotes, isto se deve a ausência de impurezas do tipo k>1 e a baixa taxa de solidificação empregada no processo de fusão zonal, 5 mm/h. No lingote 2, 3, 4 e 5 existe pontos onde o grau de homogeneização atingiu nível superior a 99,99%. O fato de todos os lingotes apresentarem baixa dureza no início e elevada na extremidade oposta; está relacionado com a difusão das impurezas k<1, acumuladas no ponto de 95%. Os resultados da análise da taxa de resistividade demonstram que as amostras estudadas apresentam comportamento semelhante e que a influência de impurezas do tipo k<1 na amostra do lingote 5 (75%) resulta em [R4,2 / R300] > 150x105 em quanto nas amostras, estudas, dos lingotes 4 e 5 esse valor é menor que 145x105. Agradecimentos Os autores agradecem aos Técnicos Roseli de Fátima Cardoso e Júlio César dos Santos, do Laboratório de Análise Química, e a Msc. Elizabeth Godoy César Salgado, pelo apoio técnico prestado durante a realização das análises de impurezas do chumbo, ao grupo do Projeto de Semicondutores Infravermelho da Divisão de Materiais (AMR) do Instituto de CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 40910 Aeronáutica e Espaço (IAE) do Centro Técnico Aeroespacial (CTA), ao Eng. Mec. Vicente Oliveira Dias da empresa Liebherr Brasil e ao programa CAPES. REFERÊNCIAS [1] ARAÚJO FILHO, P. M. 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