Processo de fabricação de substratos cerâmicos de alumina usando ligante natural

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Benites, Lúcio Cesar
• Orientador(a): Sousa, Vânia Caldas de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Placas cerâmicas; Borracha natural; Prensagem
• Palavras-chave em Inglês: Conformation of plates; Ceramic substrate; Alumina; Natural rubber; Natural additives
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229449

O método de conformação de pós de Alumina para a obtenção de placas cerâmicas com mínima espessura, resistência a fratura e maior tenacidade, tem sido objeto de estudo na aplicação de materiais cerâmicos, utilizados nas indústrias eletrônica e de geração de energia. Os métodos mais usuais para formar peças cerâmicas de espessura fina são: colagem de fita, ou “tape casting”, compactação por rolos “rollcompaction” e prensagem. Para manufatura destas placas cerâmicas de alumina, materiais orgânicos, usualmente sintéticos, são adicionados como ligantes e plastificantes, pois o óxido não possui características de plasticidade. Portanto, tendo em vista obter estas placas com menor impacto ambiental e menor custo, neste estudo foi investigado o efeito do processamento destas placas de alumina, usando ligante natural a base de borracha natural e diferentes métodos de misturas, nas propriedades finais de peças de alumina. A fabricação consiste em quatro etapas: mistura do pó cerâmico e aditivos, prensagem e vulcanização, extração do ligante e sinterização. Três variações de proporção na concentração dos componentes do ligante composto por borracha natural (BN) e parafina (P) foram avaliados: 1:1, 1:2 e 2:3, sendo as últimas proporções mais eficientes em relação a manutenção da integridade das peças após extração do molde de prensagem. Os percentuais de 56, 58, 60, 65 % em volume de pó de Alumina também foram avaliados, sendo os dois primeiros os de melhor aproveitamento quanto à integridade e densidade. Ainda também foi avaliado o método de homogeneização da mistura, utilizando ou não calandra. Inicialmente, com a utilização da calandra as amostras foram desmoldadas com um percentual maior de aproveitamento, mas a medida que o processo foi sendo aprimorado, essa etapa não foi mais considerada relevante. Logo, utilizando o método de conformação por prensagem e aditivos naturais e renováveis, foi possível obter substratos de alumina com espessura abaixo de 0,20mm e densidade acima de 90 % após otimização e controle do processamento. Fundamentalmente após definir a proporção ideal dos aditivos naturais usados como ligantes e plastificantes.