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Sinterização e caracterização de propriedades mecânicas de cerâmicas de nitreto de alumínio (2009)

  • Authors:
  • USP affiliated author: MOLISANI, ANDRÉ LUIZ - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PMT
  • Subjects: CERÂMICA AVANÇADA; SINTERIZAÇÃO; PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
  • Language: Português
  • Abstract: Os objetivos gerais deste trabalho foram estudar o comportamento de densificação e as propriedades mecânicas do nitreto de alumínio (AlN) com aditivo de sinterização. Os objetivos específicos foram estudar: 1) o efeito do teor de Y2O3 na densificação do AlN; 2) o efeito da adição de carbono na densificação do AlN com CaO; 3) o efeito da adição simultânea de Y2O3 e CaO na densificação do AlN; 4) o efeito da porosidade nas propriedades elásticas do AlN com Y2O3 ou CaO; e 5) o efeito do teor de Y2O3 ou CaO nas propriedades mecânicas do AlN. As amostras foram sinterizadas sob atmosfera inerte em várias temperaturas (1100°C-2000°C) e analisadas por determinação de densidade, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades determinadas à temperatura ambiente foram: constantes elásticas pelo método de pulso-eco ultra-sônico, resistência à flexão biaxial, dureza Vickers e tenacidade à fratura pelos métodos Indentation Fracture (KIc-IF) e Indentation Strength (KIc-IS). O AlN com Y2O3 apresentou significativa densificação por sinterização no estado sólido, mas completa densificação ocorreu somente por sinterização via fase líquida. A densificação do AlN não foi influenciada pelo aumento de 0,5% a 4% de Y2O3, pois a temperatura de formação da fase líquida (~ 1725°C) não variou nesta faixa de teor de aditivo. Porém, a adição de carbono levou à formação de segundas-fases refratárias no AlN com 4% de Y2O3, o que atrasou sua densificação devido aoaumento da temperatura de formação da fase líquida. A adição de carbono não mudou a temperatura de formação da fase líquida do AlN com 4% de CaO sinterizado acima de 1650°C, mas sua densificação também atrasou devido à diminuição da fração de fase líquida e ao aprisionamento de gás nos poros fechados. A adição simultânea de CaO e Y2O3 diminuiu significativamente a temperatura de sinterização do AlN em relação às adições individuais destes aditivos. ) O AlN com mistura de CaO e Y2O3 atingiu quase completa densificação a partir de 1650°C devido à formação de fase líquida com composição próxima da fase CaYAl3O7, que apresentou boas características de molhamento e espalhamento nesta temperatura de sinterização. A adição de carbono mudou a composição das segundas-fases de CaYAl3O7 para CaYAlO4 e, então, para YAM (2Y2O3.Al2O3) no AlN com mistura de CaO e Y2O3, o que atrasou sua densificação em baixas temperaturas de sinterização (< 1700°C) devido à alta viscosidade e/ou baixa molhabilidade da fase CaYAlO4 e à alta refratariedade da fase YAM. As propriedades elásticas, bem como a dureza Vickers do AlN foram influenciadas pela porosidade, mas não foram influenciadas pelo tipo (CaO e Y2O3) e teor (0,5% a 8% em massa) de aditivo de sinterização. A resistência à flexão foi influenciada pelo tipo e teor de aditivo de sinterização, sendo observado um teor crítico de aditivo, acima do qual esta propriedade diminuiu significativamente e, então, tendeu a permanecerconstante em função do teor de aditivo. Não se observou correlação entre tenacidade à fratura e resistência à flexão. Os valores de KIc-IS, que não variaram com o tipo e teor de aditivo de sinterização, foram considerados mais consistentes do que os valores de KIc-IF
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 22.04.2009
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    • ABNT

      MOLISANI, André Luiz; GOLDENSTEIN, Hélio. Sinterização e caracterização de propriedades mecânicas de cerâmicas de nitreto de alumínio. 2009.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01072009-151135/ >.
    • APA

      Molisani, A. L., & Goldenstein, H. (2009). Sinterização e caracterização de propriedades mecânicas de cerâmicas de nitreto de alumínio. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01072009-151135/
    • NLM

      Molisani AL, Goldenstein H. Sinterização e caracterização de propriedades mecânicas de cerâmicas de nitreto de alumínio [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01072009-151135/
    • Vancouver

      Molisani AL, Goldenstein H. Sinterização e caracterização de propriedades mecânicas de cerâmicas de nitreto de alumínio [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-01072009-151135/

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