Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2006 |
| Autor(a) principal: |
Haine Beck |
| Orientador(a): |
Francisco Piorino Neto,
Maria do Carmo de Andrade Nono |
| Banca de defesa: |
Olivério Moreira de Macedo Silva |
| Tipo de documento: |
Dissertação
|
| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
BR
|
| Resumo em Inglês: |
This investigation has a objectives to process and characterize zirconiatoughened alumina (ZTA) ceramics using the Ce-TZP (tetragonal zirconia polycrystalline doped with ceria) with a volume fraction of 33 wt % and addition of SiO2 -B2O3-La2O3 glass. The influence of the type of liquid phase on the ceramic sintering (glass infiltrated and powder mixture) and the viability of the use of Brazilian raw materials to produce these ceramics for special structural applications was investigated. The commercial ZTA ceramics sintered by liquid-phase infiltrated (control group), the experimental ZTA ceramics sintered by liquid-phase infiltrated too (with Brazilian raw materials), and the ZTA ceramics obtained from powder mixture (no infiltrated) were compared. Initially, the powder and of the green bodies morphologic characteristics were carried out by scanning electronic microscopy (SEM) and X-rays diffractions (XRD) analyses, as well as the analyses of particle and agglomerate sizes, particle size distribuition and porosity analyses. After the sintering at 1140 and 1180°C, linear shrinkage, volume density, porosity, SEM and XRD, were carried out too. The results showed better characteristics for the ZTA ceramic with infiltrated liquid phase manufactured with Brazilian alumina and zirconia. The parameter values for mechanical properties as rupture tension (sr) were determined for all ceramics. The surface Vickers hardeness (Hv) and fracture toughness (KIC) were obtained for glass infiltred ceramics only, because the others ceramics presented an excessive fragility. The results showed that the infiltrated glass ZTA ceramics obtained from Brazilian alumina and zirconia presented the best mean results (sr = 338.03 MPa, Hv = 12.06 GPa and KIC = 2.41 MPa.m1/2). These parameter values of the mechanical property were better than those registered in the literature for the infiltrated glass ZTA ceramics. These results recommend the use of Brazilian alumina and zirconia to the produce these ZTA ceramics. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2006/05.04.17.49
|
Resumo: |
Este trabalho tem como objetivo processar e caracterizar compósitos cerâmicos de alumina- zircônia (zircônia toughened alumina - ZTA) com 33% (em peso) de zircônia tetragonal policristalina (estabilizada com 12% de céria) densificados utilizando fase vítrea de SiO2 -B2O3-La2O3. Foram investigadas duas técnicas visando atingir este propósito: i) infiltração de cerâmicas de alumina-zircônia porosa (présinterizadas) por fase líquida e ii) sinterização via fase líquida de corpos cerâmicos obtidos a partir da mistura dos pós de alumina , zircônia e vidro. A influência do tipo de sinterização (infiltração e mistura de pós) e a viabilidade do uso de matérias-primas nacionais foram avaliadas para estudar sua utilização em aplicações estruturais. As cerâmicas avaliadas foram: alumina-zircônia comercial importada com sinterização por infiltração de fase vítrea (grupo controle), alumina-zircônia experimental também com sinterização por infiltração de fase vítrea (utilizando matérias-primas nacionais) e alumina-zircônia com mistura mecânica de fase vítrea e sinterização sem infiltração. Inicialmente foram feitos estudos das características dos pós, dos compactados e das cerâmicas pré-sinterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), além de análises das distribuições de tamanho de partículas e de porosidade. As cerâmicas foram sinterizadas em temperaturas de 1140 e 1180°C e avaliou-se a retração linear, densidade real e porosidade. Também foram feitas análises por MEV e difração de raios X. Os resultados indicaram que as cerâmicas nacionais de alumina-zircônia com infiltração de fase vítrea apresentaram as melhores características. Os valores de propriedades mecânicas de tensão de ruptura (sr) foram determinados para todas as cerâmicas. A microdureza Vickers (Hv) e a tenacidade à fratura (KIC) foram determinadas apenas nas cerâmicas com infiltração de fase vítrea, pois as outras cerâmicas apresentaram excessivas porosidade e fragilidade. Os resultados mostraram que a cerâmica produzida com materiais nacionais (alumina e zircônia), com infiltração de fase vítrea (importado), reuniu a melhor média de resultados, ou seja, sr 338,03 de MPa, Hv 12,06 de GPa e KIC 2,41 de MPa.m1/2. Estes valores de propriedades mecânicas são maiores do que aqueles registrados na literatura para as cerâmicas de alumina-zircônia com infiltração de fase vítrea, viabilizando o uso destas matériasprimas nacionais para a produção destas cerâmicas. |
