Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2007 |
| Autor(a) principal: |
João Marcos Kruszynski de Assis |
| Orientador(a): |
Francisco Piorino Neto,
Maria do Carmo de Andrade Nono |
| Banca de defesa: |
Francisco Cristovão Lourenço de Melo,
Olivério Moreira de Macedo Silva |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
The main goal of this work is to study the effects of the Zirconia particles addition on the structure of a composition of Alumina Niobia that has been studied at the Marimbas Project in CTA. This study also investigated the respective influence on the mechanical properties of such material looking for applications as structural material. Four types of Zirconia were used: 1-nanometric Tetragonal Zirconia Policristals (TZP) and stabilized with Yttria; 2- nanometric monoclinic Zirconia; 3- submicrometric monoclinic Zirconia (SC15); and 4- micrometric monoclinic Zirconia (SC30). Niobia with 15 % and 20 % in weight, were used to stabilize this monoclinic Zirconia as a tetragonal phase. After, they were added in different percentages to Alumina and sintering with vitreous phase, in two chosen temperatures: 1250 ° C: four compositions with addiction of 18 % in weight of nanometric Monoclinic Zirconia or TZP Zirconia. 1450 °C: six compositions with addiction of 7 and 14 % in weight of Zirconia. Particles size and distribution analysis were performed on powders and a Scanning Electron Microscopy were applied to study of the surface and powders morphology. X-rays diffraction were used to investigate the present phases. To structural characterization micro hardness, fracture toughness and four point bend strength were measured. During this investigation Dilatometric analysis were made on compositions produced with Nanometric monoclinic zirconia showing that at 1250 °C the sintering rate was higher. Even with this high rate sintering the results indicated that this route and temperature were not enough to promote a good densification mainly due to the grain growth and a probable formation of different phases to be studied. The compositions with monoclinic Zirconia addition (SC15 and SC30) showed lower mechanical properties. Only Alumina Zirconia TZP composites sintering at 1450 °C, has the same flexural strength when compared to Alumina Nióbia and despite its low fracture toughness, its high Weibull modulus and hardness shows a great potential to be used as structural material, in special in ballistic applications. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m17@80/2007/06.12.18.20
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Resumo: |
O objetivo deste trabalho é estudar os efeitos da adição de partículas de Zircônia na estrutura de uma composição de Alumina Nióbia em estudo pelo Projeto Marimba, assim como analisar a respectiva influência nas propriedades mecânicas do material para que possa ser utilizado em aplicações estruturais. Foram utilizados quatro tipos de Zircônia: Zircônia Tetragonal Policristalina (TZP) nanométrica e estabilizada com Ítria; Zircônia monoclínica nanométrica; Zircônia monoclínica submicrométrica (SC15); e Zircônia monoclínica micrométrica (SC30). Nas composições onde foram utilizadas estruturas monoclínicas nanométricas, as Zircônias foram calcinadas por 3 h na temperatura de 1300 °C com 15 % ou 20 % em massa de Nióbia para fins de estabilização na fase tetragonal. Estas Zircônias foram adicionadas em porcentagens diferentes nas cerâmicas de Alumina e sinterizadas via fase vítrea, em duas temperaturas escolhidas: - 1250 °C: quatro composições com adição de 18 % em massa de Zircônia, sendo uma com Zircônia TZP e três com Zircônia monoclínica nanométrica; - 1450 °C: seis composições com adições de 7 e 14 % em massa de Zircônia, sendo duas com Zircônia TZP, duas com Zircônia monoclínica SC15 e duas com Zircônia monoclínica SC30. Foram feitas análises de distribuição e tamanho de partículas e microscopia eletrônica de varredura das misturas dos pós. As cerâmicas sinterizadas foram caracterizadas quanto à massa específica, retração térmica linear, difração de raios X para determinação das fases cristalinas presentes, microscopia eletrônica de varredura para estudo da morfologia das superfícies, microdureza superficial, tenacidade à fratura, ensaios de flexão em quatro pontos e análise estatística de Weibull. Apesar da análise das curvas de dilatação térmica linear apontar para uma sinterização em 1250 °C, os resultados indicam que esta temperatura não foi adequada, devido à alta porosidade das cerâmicas sinterizadas. As cerâmicas sinterizadas em 1450oC,com adição de zircônia monoclínica (SC15 e SC30) mostraram uma diminuição das propriedades mecânicas. Já as cerâmicas compostas de alumina zircônia TZP apresentaram uma resistência mecânica comparável à de alumina nióbia, e embora com valores baixos de tenacidade à fratura, apresentou valores altos para o modulo de Weibull e para a dureza, mostrando um bom potencial para aplicação como material estrutural em especial blindagem balística. |
