Produção e desenvolvimento de cerâmicas perovskitas complexas inertes ao petróleo cru baseados em niquelatos para fabricação de encapsulamentos de sensores de temperatura para poços de petróleo

Abstract

A utilização de cerâmicas como encapsulamento de dispositivos eletrônicos, utilizados em sensores de temperatura na indústria petrolífera, vêm sendo bastante investigadas nos últimos anos. Cerâmicas de estrutura perovskita se apresentam como potencial alternativa neste campo devido a suas características de alta resistência mecânica e por serem quimicamente inertes ao ambiente corrosivo de petróleo cru. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo a produção e caracterização de novos compostos cerâmicos de estrutura perovskita cúbica complexa ordenada baseadas em niquelatos para utilização em encapsulamento para sensores de temperatura para poços de petróleo. Os compostos cerâmicos Sr2MgNiO6, Sr2ZrNiO6 e Ba2ZrNiO6 foram produzidos por reação em estado sólido. Os reagentes percussores foram tomados em quantidades estequiométricas, homogeneizados em moinho de bolas, compactados e calcinados à 1250 oC por 24 horas. A confirmação da estrutura perovskita cúbica complexa foi determinada através da técnica de difração de raios X, obtendo-se parâmetro de rede experimental de 8,3449 Å para o composto Sr2MgNiO6, 8,2215 Å para o composto Sr2ZrNiO6 e 8,3063 Å para o composto Ba2ZrNiO6. Os compostos cerâmicos também foram submetidos à análise de distribuição de partículas e análise térmica. Os corpos calcinados foram fragmentados, compactados e sinterizados à temperatura de 1350 oC por 24 horas. A caracterização das cerâmicas sinterizadas foi realizada através dos ensaios de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, microdureza Vickers e densidade. Amostras de cada composto cerâmico produzido foram submetidas ao ensaio de estabilidade em petróleo. A estabilidade química dos compostos cerâmicos foi verificada através da caracterização estrutural, microestrutural e mecânica dos corpos de prova após 180 dias de imersão no petróleo bruto. Os resultados mostraram que os compostos não apresentaram mudança da estrutura e não sofreram ataque químico em sua superfície, apresentando assim propriedades adequadas para utilização como encapsulamento de sensores de temperatura em poços de petróleo.