A alumina é um dos principais materiais cerâmicos e apresenta várias características muito interessantes, como elevado ponto de fusão (2.072 °C), baixa densidade (3,95 g/cm3), elevada transparência e baixo índice de refração (n = 1,7282). Devido a essas características é utilizada para fabricação de refratários, materiais de polimento, lâmpadas de sódio, dentre outras aplicações. O uso de aditivos que tendem a segregar nas interfaces de materiais nanométricos tem sido utilizado como uma estratégia para melhorar diversas propriedades dos nanomateriais. O Li2O tem sido utilizado como aditivo na estrutura do aluminato de magnésio para diminuir a temperatura de sinterização. Porém, pouco se sabe dos efeitos da dopagem do Li2O na estrutura da alumina. Assim, este projeto propôs um estudo detalhado dos efeitos da dopagem do Li2O na alumina nanométrica. Para isso, pós nanométricos foram preparados pelo método dos precursores poliméricos. As resinas resultantes foram dopadas com diferentes quantidades de LiCl (0,1, 0,5, 1, 3, 5 e 10 em mol%), seguida por uma calcinação a 650 e 750 ºC por 15h. Os pós foram caracterizados por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), adsorção de N2 (BET) e densidade por picnometria de hélio. A segregação do lítio, isto é, o excesso na superfície e nos contornos de grão foram determinados pelo método de lixiviação seletiva. Os resultados de DRX mostraram que os pós apresentaram majoritariamente a fase gama após calcinação, porém em uma composição houve formação de uma segunda fase, o aluminato de lítio (LiAl5O8). Os tamanhos de cristalitos do material variaram entre 3,3 e 9,2 nm, enquanto as áreas de superfície específica ficaram entre 82,0 e 119,9 m²/g. Verificou-se uma tendência de diminuição de contornos de grão quando o percentual de lítio foi aumentado. As análises químicas indicaram que o lítio se acomoda bem na estrutura da -alumina até 650 ºC, porém a 750 ºC se volatiliza. O método de lixiviação seletiva se mostrou eficaz na quantificação do excesso de superfície e mostrou que o lítio segrega de fato nas interfaces da alumina.

Alumina is one of the main traditional ceramic materials. It has several interesting characteristics, such as high melting point (2072°C), low density (3.95 g/cm3) and low refractive index (n=1.7282). Due to these characteristics, it is usually used for manufacturing refractory, polishing materials, sodium lamps, among others. The use of additives that segregates on the nanometric materials interfaces has been used as a strategy to enhance nanomaterials properties. Li2O is one of these additives that has been used in magnesium aluminate to decrease sintering temperature. However, little is known about the effects of this additive in alumina structure. Thus, this project proposed a detailed study of the use of lithium as additive in nanostructured alumina. For that, nanometric powders were synthesized by polymeric precursor method. The resultant resins were doped with different LiCl molar concentrations (0.1, 0.5, 1, 3, 5, and 10 mol %), followed by calcination at 650 and 750 ºC for 15 h. The powders were characterized by XRD, XRF, BET specific surface area (SSA), and density by helium pycnometry. The lithium segregation, i.e., surface excess and grain boundaries excesses of nano alumina were determined by the selective lixiviation method. The XRD results showed that the powders are majorly formed of -alumina after calcinations. However, in one composition a second phase was formed, the lithium aluminate (LiAl5O8). The crystallite sizes of the material were nanometric, varying between 3.3-9.2 nm, while their SSA were between 82.0-119.9 m²/g. A decreasing trend in the grain boundary areas with increasing of lithium doping was observed. The chemical analyzes suggest that the lithium fits well in the -alumina structure up to 650 °C, but after calcination at 750 °C, it volatilizes. The selective lixiviation method has proved to be effective in quantifying surface excess and it showed that the lithium segregates at the alumina interfaces.