Sample records for liquid-phase sintering
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Sample records 1 - 16 shown.



1

Uso de ossos bovinos calcinados como aditivo de sinterização na fabricação de porcelanas/ Bone ash as a sintering additive in the porcelain production

Gouvêa, D.; Kaneko, T. T.; Kahn, H.
2009-09-01

Resumo em português Ossos bovinos calcinados (OBC) são geralmente utilizados para a fabricação de uma porcelana de alta qualidade conhecida como bone china. Nesses produtos a quantidade de OBC é cerca de 50% do produto. Apesar de o rebanho bovino brasileiro ser um dos maiores do mundo com cerca de 200 milhões de cabeças, grande parte dos resíduos de ossos ainda não é aproveitada. Contudo, é conhecido que o OBC em pequenas quantidades e associado com materiais-primas fundentes, como (mais) feldspatos, pode reduzir a temperatura de liquidus e com isso promover a sinterização via fase líquida. A finalidade deste trabalho foi de verificar a potencialidade do uso de OBC como promotor da sinterização de porcelanas fabricadas com o sistema triaxial clássico: caulim, feldspato e quartzo. Foram introduzidas quantidades de 1, 2 e 5% em massa e sinterizadas entre 1100 e 1350 ºC. As amostras foram comparadas com a formulação sem adição de OBC com respeito à limite de resistência e absorção de água, formação de fases por difração de raios X e observações no microscópio eletrônico de varredura. A temperatura de sinterização foi reduzida em 50 ºC para a quantidade de 2% de OBC, porém grande quantidade de porosidade residual pode ser gerada se houver aquecimento demasiado das porcelanas. Resumo em inglês Bone ash is typically used as raw material to produce high quality porcelain denoted bone china. The total amount of bone ash is around 50%. With about 200 million head, Brazil has the largest commercial herd of cattle in the world but the bovine bones are not employed in the Brazilian ceramic industry. Nevertheless, additions of bone ash in the raw material composition used in the porcelain fabrication reduce the liquidus temperature and could be an additive for liquid p (mais) hase sintering. In this work, bone ash was used as a sintering additive in the fabrication of classic porcelain: kaolin, feldspar and quartz. Porcelain was produced containing bone ash (0, 1, 2 and 5%) and sintered from 1100 to 1350 ºC. Water absorption and modulus of rupture were measured and related with the microstructure observation by MEV and phase formation by X-ray diffraction. The sintering temperature was reduced by 50 ºC for 2% of bone ash while the mechanical strength was increased. A high residual porosity was observed for sample with over firing.

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2

Uso da técnica de dilatometria no estudo do efeito de diferentes aditivos na sinterização de Si3N4/ Use of dilatometry to study the effect of different additives on the sintering of Si3N4

Ribeiro, S.; Strecker, K.; Vernilli Jr ., F.
2000-03-01

Resumo em português Nos últimos anos vem sendo testados óxidos de terras raras pesadas como aditivos de sinterização, via fase líquida, do nitreto de silício (Si3N4). Este trabalho visou o estudo do comportamento da sinterização do Si3N4 aditivado com um concentrado de óxidos de ítrio e terras raras pesadas e sílica, nas quantidades de 14 e 21%. Os resultados obtidos foram comparados com os apresentados quando do uso de óxido de ítrio e sílica, amplamente conhecidos como aditiv (mais) os de sinterização de cerâmicas covalentes. Foi comparada também a influência da forma em que os aditivos foram usados, óxidos e dissilicatos. As experiências foram realizadas num dilatômetro e os resultados da sinterização são dados em termos de retração linear e velocidade de retração. Verificou-se que as amostras com maior quantidade de aditivos apresentaram maiores retrações, bem como velocidades de retração superiores. Para as amostras aditivadas com 14 e 21% de Y2O3/SiO2, os resultados foram de 13,1 e 15,5%, respectivamente, e para as aditivadas com concentrado/SiO2, 13,7 e 15,7%, respectivamente. Além disso, maiores retrações e razão de retração foram observadas para amostras com dissilicatos como aditivos, em comparação às amostras com a correspondente mistura de óxidos. Em todos os casos, as amostras aditivadas com o concentrado/SiO2, apresentaram retrações e velocidades de retração superiores às apresentadas pelas aditivadas com Y2O3/SiO2, mostrando ser mais eficiente como aditivo de sinterização do Si3N4. Resumo em inglês In recent years heavy rare earth oxides have been investigated as sinter additives in the liquid phase sintering of silicon nitride, Si3N4. This work reports on comparative sintering experiments of Si3N4 with yttria/silica and rare earth oxide concentrate/silica additions. The additive contents used were 14 and 21 vol%. The influence of pure oxide additions was compared to that of pre-reacted disilicates. The experiments were conducted using high temperature dilatometry a (mais) nd the results are presented in terms of the linear shrinkage and the rate of shrinkage. It was verified that the samples with higher additive content showed higher shrinkage as well as higher shrinkage rates. For samples doped with 14 and 21% of Y2O3/SiO2 additives, the shrinkage was 13,1 and 15,5% respectively and for samples doped with the same amounts of rare earth oxide concentrate/SiO2, 13,7 and 15,7% respectively. Furthermore, higher shrinkages and shrinkage rates have been observed for samples with pre-reacted disilicate additions, when compared to samples with separate oxide additions. In all cases, samples with rare earth oxide concentrate as sinter additive presented higher shrinkages and shrinkage rates in comparison to the correspondent samples with Y2O3 additions.

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Sistemas ligantes para concretos refratários mulitizáveis/ Binding systems for mulitized castables

Magliano, M. V. M; Pandolfelli, V. C
2010-06-01

Resumo em português Concretos mulitizados são comumente utilizados na indústria siderúrgica devido as suas excelentes propriedades. Entretanto, a presença de cimento de aluminato de cálcio, juntamente com SiO2, forma eutéticos e fases de baixo ponto de fusão, motivando assim a seleção de ligantes alternativos. Neste trabalho os três principais ligantes para refratários (cimento de aluminato de cálcio, alumina hidratável e sílica coloidal) foram incorporados em concretos com alt (mais) o potencial de mulitização e suas propriedades a verde e a quente foram comparadas, definindo quais ligantes apresentam melhor desempenho. Os resultados indicam que a sílica coloidal, além de facilitar a etapa de secagem, resulta em excelentes propriedades a quente e em menor teor de líquido residual após queima, quando comparados com uma composição referência de alta alumina. Resumo em inglês Mullite based castables are usually applied for lining steel industries processing ladles due to their superior working performance. However, the presence of aluminate cement and SiO2 can deteriorate their hot properties by the formation of eutectics and low melting point phases, which motivates the search for alternatives biding systems. In this paper, the three main binders for refractory castables (aluminate cement, hydratable alumina and colloidal silica) were added t (mais) o different compositions and their green and hot properties were compared, aiming to define which one presents better performance. The results indicated the colloidal silica as a promising substitute to the aluminate cement as it favors the drying process, provides excellent hot properties, higher refractoriness and generates low residual liquid phase after sintering, when compared to a high alumina composition.

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Resistência a oxidação de cerâmicas de carbeto de silício sinterizadas por fase líquida/ Oxidation resistance of a liquid phase-sintered silicon carbide

Santos, C.; Strecker, K.; Simba, B.G.; Bondioli, M.J.
2008-03-01

Resumo em português Neste trabalho foram preparados materiais cerâmicos a base de carbeto de silício, sinterizados com a adição de AlN-Y2O3. Quatro composições foram obtidas, variando-se as quantidades e composições dos aditivos. Ensaios de oxidação foram realizados em temperaturas variadas (1200, 1300 e 1400ºC), fixando o tempo de exposição em 120 horas. Os resultados foram relacionados com a densificação e composição das amostras. A partir dos resultados do ganho de massa (mais) em função da área superficial, obtiveram-se os valores do coeficiente de crescimento parabólico da taxa de oxidação (k p). Dos resultados obtidos, observou-se que as composições apresentam um comportamento parabólico da taxa de oxidação, em todas as composições estudadas. Observou-se, ainda, um aumento efetivo da oxidação em função do grau de porosidade em algumas amostras. Por outro lado, a estequiometria utilizada na composição dos aditivos influenciou os resultados. Aditivos com maior teor de Y2O3 em relação ao teor de AlN apresentaram melhores resultados com menores taxas de oxidação. Resumo em inglês In this work, silicon carbide ceramics were developed by liquid phase sintering using AlN-Y2O3 as additive. Four compositions were obtained using beta-SiC powders and different stoichiometry and contents of AlN-Y2O3. Oxidation tests were performed at different temperatures (1200, 1300 e 1400ºC), maintaining the exposure time in 120 horas. The results were correlated with densification and sample compositions. Based on the weight gain as function of surface area, the oxid (mais) ation coefficient for parabolic growth (k p) were determined. Starting to the results obtained, it was observed that the compositions presented parabolic behavior of oxidation in both compositions studied. An effective increasing of the oxidation as function of the porosity was observed. On the other hand, the stoichiometry used in the additive composition contributed in the results. Additives with high Y2O3-content presented better results with lower oxidation rates.

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Porcelanas elétricas aluminosas: parte II - desenvolvimento da microestrutura e sua influência no módulo de ruptura/ Aluminous electrical porcelains: part II - microstructural development and its influence on the bending strength

Chinelatto, A. L.; Souza, D. P. F. de
2004-09-01

Resumo em português A microestrutura e o módulo de ruptura de porcelanas aluminosas foram analisados com o aumento da temperatura de sinterização. Foi determinado que quando o teor de alumina é elevado o processo de rearranjo das partículas durante a sinterização é inibido devido à formação do esqueleto de partículas de alumina as quais são insolúveis na fase líquida. O módulo de ruptura aumenta com a quantidade de fase cristalina sendo que as partículas de alumina contribuem de forma mais efetiva para este aumento do que os cristais de mulita. Resumo em inglês The microstructure and bending strength of aluminous porcelains were analyzed at rising sintering temperatures. It was found that, in the presence of high alumina content, the particle rearrangement process during sintering is inhibited by the formation of a skeleton of alumina particles that are insoluble in the liquid phase. The bending strength increases along with the amount of crystalline phase, with the alumina particles contributing more effectively to this increase than the mullite crystals.

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Obtenção de titânio metálico com porosidade controlada por metalurgia do pó/ Porous titanium production and porosity control by powder metallurgy (P/M)

Braga, Neila de Almeida; Ferreira, Neidenêi Gomes; Cairo, Carlos Alberto Alves
2007-04-01

Resumo em inglês Titanium is an attractive material for structural and biomedical applications because of its excellent corrosion resistance, biocompatibility and high strength-to-weight ratio. The high reactivity of titanium in the liquid phase makes it difficult to produce it by fusion. Powder metallurgy has been shown to be an adequate technique to obtain titanium samples at low temperatures and solid-phase consolidation. The production of compacts with different porosities obtained by (mais) uniaxial pressing and vacuum sintering is briefly reviewed. Powder particle size control has been shown to be very important for porosity control. Sample characterization was made using scanning electron microscopy (SEM) images.

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Influência da temperatura de sinterização nas propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de cerâmica vermelha incorporada com cinza de bagaço de cana de açúcar/ Influence of the sintering temperature in the physical, mechanical and microstructural properties of red ceramic incorporated with sugar cane bagasse ash

Borlini, Mônica Castoldi; Mendonça, João Luiz Cortat da Costa; Vieira, Carlos Maurício Fontes; Monteiro, Sergio Neves
2006-12-01

Resumo em português Esse trabalho teve por objetivo estudar a influência da temperatura de sinterização nas propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de cerâmica vermelha incorporada com cinza de bagaço de cana de açúcar. Foram utilizadas como matérias-primas uma massa cerâmica industrial para fabricação de telhas e uma cinza de bagaço de cana de açúcar, gerada na calcinação do bagaço em caldeiras de uma indústria sucro-alcooleira. Ambas as matérias-primas são (mais) provenientes da região de Campos dos Goytacazes, norte do Estado do Rio de Janeiro. Foram feitas incorporações de 0, 10 e 20% de cinza com granulometria inferior a 44 mm (325 mesh) na massa industrial. Os corpos de prova foram preparados por prensagem uniaxial e sinterizados a temperaturas de 900, 1050 e 1200°C. As seguintes propriedades foram determinadas: retração diametral, absorção de água e resistência mecânica por compressão diametral. Para análise microestrutural da cerâmica com incorporação de cinza foram realizados, após a sinterização a 1050 e a 1200°C, ensaios de difração de raios-X e de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicam que não houve uma mudança significativa nas propriedades físicas e mecânicas da cerâmica vermelha com incorporação de cinza. A cerâmica com incorporação de 20% de cinza, sinterizada a 1200°C, apresentou grande diferença na microestrutura em relação às outras composições estudadas, apresentando grande formação de fase líquida. Resumo em inglês This work has for objective to evaluate the influence of the sintering temperature in the physical, mechanical and microstructural properties of incorporate red ceramic with sugar cane bagasse ash. As raw materials an industrial ceramic body for production of tiles and a sugar cane bagasse ash, generated during the burning of the bagasse in boilers of an alcohol industry were used. Both raw materials were obtained from the area of Campos dos Goytacazes, north of the State (mais) of Rio de Janeiro. Incorporations of 0, 10 and 20% of ash with inferior granulometry to 44 mm (325 mesh) were made in the industrial ceramic body. Specimens were prepared by uniaxial press-molding and sintered at 900, 1050 and 1200°C. The following properties were determined: diametrical shrinkage, water absorption and mechanical resistance for diametrical compression. Microstructural analysis of the ceramic incorporated with ash was accomplished, after sintering at 1050 e 1200°C, by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicated that there was no significant change in the physical and mechanical properties of the red ceramic incorporated with ash. The ceramic with incorporation of 20% of ash, sintered at 1200°C, presented great difference in the microstructure in relation to the other studied compositions, due to a significant formation of liquid phase.

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Estudo da viabilidade de obtenção de cerâmicas de SiC por infiltração espontânea de misturas eutéticas de Y2O3-AlN, Y2O3-Al2O3, R2O3-AlN/ Study of the viability to produce SiC ceramics by Y2O3-AlN, Y2O3-Al2O3, R2O3-AlN spontaneous infiltration

Garcia, G. C. R.; Ribeiro, S.
2008-06-01

Resumo em português As cerâmicas de carbeto de silício, SiC, apresentam excelentes propriedades quando obtidas por infiltração de determinados líquidos. Na infiltração o tempo de contato entre o líquido e o SiC a temperaturas elevadas é muito curto, diminuindo a probabilidade de formação dos produtos gasosos que interferem negativamente na resistência da peça final, como ocorre na sinterização via fase líquida. O objetivo deste trabalho é mostrar uma correlação entre molha (mais) bilidade e capacidade de infiltração de alguns aditivos em compactos de SiC. Foram preparados compactos de SiC por prensagem isostática a frio e posterior pré-sinterização via fase sólida. Nesses compactos foram infiltradas misturas de Y2O3-AlN, Y2O3-Al2O3, R2O3-AlN, nas composições eutéticas, 10 ºC acima da temperatura de fusão das respectivas misturas por 4, 8 e 12 min. Após infiltração, as amostras foram analisadas quanto à densidade aparente e real, fases cristalinas, microestrutura e grau de infiltração, sendo que as amostras infiltradas com Y2O3-AlN apresentaram melhores resultados. Resumo em inglês Silicon carbide ceramics, SiC, obtained by liquid infiltration have shown excellent properties. In infiltration process the contact time of the liquid with SiC at elevated temperature is short, decreasing the probability to form gaseous products that contribute negatively in the final product properties. This phenomenon occurs during SiC liquid phase sintering. The purpose of the present study was to investigate the correlation between wettability and infiltration tendenc (mais) y of some additives in SiC compacts. SiC compacts were prepared by cold isostatic pressing followed by solid phase pre-sintering. Into the compacts were introduced Y2O3-AlN, Y2O3-Al2O3, R2O3-AlN liquids with eutectic compositions at a temperature 10 ºC higher than the melting point of each mixture for 4, 8 and 12 min. Before infiltration, the samples were analyzed by determining densities, crystalline phases, and degree of infiltration. The better results were presented by sample with infiltration with the Y2O3-AlN mixture.

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Estudo da oxidação de cerâmicas à base de carbeto de silício sinterizado via fase líquida utilizando nitreto de alumínio e óxido de ítrio como aditivos/ Study of oxidation in liquid phase sintered silicon carbide with addition of aluminum nitride and yttrium oxide

Bondioli, M. J.; Santos, C.; Strecker, K.
2008-06-01

Resumo em português Materiais cerâmicos à base de carbeto de silício foram desenvolvidos através de sinterização via fase líquida usando AlN-Y2O3 como sistema de aditivos. Duas composições foram desenvolvidas utilizando pós de SiC e diferentes teores de AlN e Y2O3. Os pós foram misturados e homogeneizados, secados e subseqüentemente desaglomerados. As misturas do pó foram compactadas por prensagem uniaxial com subseqüente prensagem isostática a frio e os compactos foram sinter (mais) izados a 2080 ºC, por 1 h, em atmosfera 0,2 MPa de N2. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por difração de raios X e pela sua densidade relativa. O comportamento da oxidação foi investigado e relacionado ao teor de aditivos. Para tanto, as amostras foram submetidas aos ensaios de oxidação em temperaturas de 1200, 1300 e 1400 ºC, ao ar por 120 h. O ganho de massa das amostras foi traçado em função do tempo de exposição, obtendo a evolução da oxidação na superfície das amostras. A composição das fases cristalinas presentes nas superfícies oxidadas foi obtida utilizando difração de raios X. Baseados nos resultados foram determinados os coeficientes de crescimento parabólico da taxa de oxidação referentes a cada composição estudada. Os resultados indicam que as amostras apresentam oxidação com comportamento parabólico em todas as condições, sendo que as amostras contendo menor quantidade de Y2O3 em relação ao AlN apresentaram maior resistência a oxidação quando submetidas a temperatura de 1200 ºC; porém com o aumento da temperatura para 1400 ºC, as amostras contendo maior quantidade de Y2O3 em relação ao AlN apresentaram maior resistência à oxidação, fato relacionado com as fases intergranulares presentes no sistema, após a sinterização. Resumo em inglês Silicon carbide (SiC) ceramics were developed by liquid phase sintering using AlN-Y2O3 as additive. Two compositions were obtained using different AlN-Y2O3 contents. The powders were mixed/homogenized and subsequently deagglomerated. Powder mixtures were compacted by cold isostatic pressing and sintered at 2080 ºC for 1h under 0.2 MPa-N2 atmosphere. Sintered samples were characterized by X-ray diffraction and relative density. The oxidation behavior was investigated and (mais) related to the additive content. Samples were submitted to the tests at 1200, 1300 and 1400 ºC in air for 120 h. Weight gain of the samples was plotted as a function of the exposure time, obtaining the evolution of the oxidation on the sample surfaces. The oxidized surfaces of samples were characterized by X-ray diffraction. The parabolic growing coefficient of the oxidation layer (k p) were determined. The results indicate that the samples show parabolic behavior in all conditions. Samples with larger AlN content in relation to Y2O3 show larger oxidation resistance at 1200 ºC; however, with the increase of the temperature to 1400 ºC, the samples with smaller AlN content in relation to Y2O3 show larger oxidation resistance. This fact is related with the intergranular phases present in the system after sintering.

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Eletrólitos de céria dopada com Gd2O3 para pilhas a combustível de óxido sólido/ Gd2O3 doped ceria electrolytes for solid oxide fuel cells

Crochemore, G.B.; Souza, D.P.F.
2009-01-01

Resumo em português Este trabalho investigou a condutividade elétrica e a microestrutura de amostras com composições Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 e 15%em mol) preparadas com CeO2 com 99,9% pureza. A sinterização de corpos de prova obtidos por prensagem isostática foi realizada ao ar a 1450 ºC por 2 e 10 horas de patamar e a 1500 ºC por 8 horas de patamar. Amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância entre 200- (mais) 600ºC e na faixa de freqüência 5Hz-13MHz. A sinterização ocorreu via fase líquida e amostras sinterizadas a 1450 °C com 10 h apresentaram densidade superior a 97 %. A maior condutividade elétrica do grão foi obtida para amostra contendo 10 mol Gd2O3 e sinterizada a 1500 °C - 8 h. A condutividade elétrica do contorno de grão apresentou aumento sistemático com o aumento do teor de Gd2O3 sendo que a composição CeGdO15 (com 15% de Gd2O3) sinterizada a 1450 °C - 10 h apresentou a maior condutividade total. Resumo em inglês This study investigated the electrical conductivity and microstructure of samples with compositions Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 and 15% in mol) prepared with CeO2 with 99.9% purity. The sintering of the samples obtained by isostatic pressing was performed in air at 1450 for 2 and 10 hours soaking time and 1500 ºC for 8 hours of soaking time. Sintered samples were characterized by scanning electron microscopy and impedance spectroscopy between 200-600 ºC and the fre (mais) quency range was 5Hz-13MHz. The sintering occurred via liquid phase. The 1450 °C with 10 h sintered samples showed more than 97% density. The highest electrical conductivity of the grain was obtained for sample containing 10 mol Gd2O3 and sintered at 1500 °C - 8 h. The electrical conductivity of the grain boundaries has increased systematically with the Gd2O3 amount increasing. The composition CeGdO15 (15 mol % of Gd2O3) sintered at 1450 °C - 10 h had the highest total conductivity.

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Efeitos do carbono na evolução de segundas-fases e na densificação do nitreto de alumínio com Y2O3/ Effects of carbon on second-phase evolution and densification of aluminum nitride with Y2O3

Molisani, A. L.; Goldenstein, H.; Yoshimura, H. N.
2010-12-01

Resumo em português Foi investigado o efeito da adição do carbono na evolução de segundas-fases e na densificação do AlN com 4% em massa de Y2O3. A mudança de composição da segunda-fase do AlN com Y2O3 foi induzida pela adição de 0,5% e 1,0% em massa de carbono. A sinterização sob atmosfera de nitrogênio foi realizada em forno com elemento resistivo de tungstênio entre 1650 ºC e 1850 ºC. A evolução de segunda-fase mostrou uma tendência para formar fases mais ricas em ítr (mais) io com o aumento do teor de carbono, o que atrasou a densificação do AlN com Y2O3 devido ao aumento da temperatura de formação de fase líquida. O efeito prejudicial causado pela adição de carbono diminuiu com o aumento da temperatura de sinterização, pois todas as amostras atingiram quase completa densificação após sinterização a 1800 ºC. A adição de carbono induziu uma evaporação significativa de compostos durante a sinterização, mas o comportamento de densificação foi pouco influenciado pela redução na fração de fase líquida existente na temperatura de sinterização e pelo gás aprisionado no interior dos poros fechados. Resumo em inglês The effect of carbon addition on the second-phases evolution and on the densification of AlN with 4wt.%.Y2O3 was investigated. The change of second-phase composition of AlN with Y2O3 was induced by the addition of 0.5wt.% and 1.0wt.% carbon. Sintering under nitrogen atmosphere was performed in tungsten heated furnace between 1650 ºC and 1850 ºC. The second-phase evolution had a tendency to form Y-richer phases with increasing carbon content, which delayed the densificat (mais) ion of AlN with Y2O3 due to the increase of liquid-phase formation temperature. The harmful effect caused by the addition of carbon was diminished with increasing sintering temperature, since all samples achieved almost full densification after sintering at 1800 ºC. The addition of carbon induced significant evaporation of compounds during sintering, but the densification behavior was little influenced by the reduction in liquid-phase fraction formed at sintering temperature or the entrapped gas inside the closed pores.

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Efeito do teor de Y2O3 na sinterização do nitreto de alumínio/ Effect of Y2O3 content on the sintering of aluminum nitride

Molisani, A. L.; Yoshimura, H. N.; Goldenstein, H.
2006-06-01

Resumo em português O Y2O3 é o principal aditivo usado na sinterização de cerâmicas de AlN com elevada condutividade térmica, que são destinadas a produção de dispositivos eletrônicos de alta performance. Neste trabalho, investigou-se o efeito do teor de aditivo na sinterização de AlN com 0,5 a 4% em peso de Y2O3, correlacionado os resultados de densidade, análise microestrutural e a evolução das segundas fases em função da temperatura de sinterização. Os corpos compactados (mais) foram sinterizados em atmosfera de nitrogênio usando um forno com elemento resistivo de tungstênio entre 1650 e 2000 ºC por 1 h. Os resultados mostraram que a densificação das amostras de AlN com até 4% de Y2O3 ocorreu por sinterização no estado sólido até 1700 ºC. Acima desta temperatura, a densificação ocorreu por sinterização assistida por fase líquida. A fusão da fase YAG foi responsável pela formação de líquido ao redor de 1725 ºC nas amostras de AlN com até 4% de Y2O3. A quantidade de fase líquida aumentou em função do teor de aditivo nas amostras somente após a densificação total devido à fusão das partículas grandes refratárias de aluminatos de ítrio (YAP e YAM) em altas temperaturas. Assim, o aumento do teor de Y2O3 (0,5 a 4% em peso) não causou variações significativas no comportamento de densificação do AlN porque a quantidade de fase líquida foi próxima na faixa de temperatura em que ocorreu a densificação. A adição de apenas 0,5% em peso de Y2O3 aumentou significativamente a sinterabilidade do AlN. O uso de Y2O3 com larga distribuição granulométrica em relação a do AlN não causou a formação de poros grandes. Os resultados mostraram uma tendência de evaporação de compostos óxidos nas amostras de AlN com Y2O3 sinterizadas principalmente acima de 1850 ºC. Resumo em inglês Y2O3 is the main sintering aid for high thermal conductivity AlN ceramics for the production of electronic devices. The effect of varying the amount of Y2O3 as sintering aid for AlN from 0.5 to 4 wt% was investigated. The effects of different amounts of Y2O3 were correlated with results of density and microstructural analysis, as well as the evolution of second phases, as a function of sintering temperature. Green bodies were sintered in nitrogen atmosphere using a tungst (mais) en element furnace, between 1650 and 2000 ºC for 1 h. The results showed the densification of AlN samples with Y2O3 by solid state sintering up to 1700 ºC; above this temperature, densification occurred by liquid-phase sintering. The melting of a YAG phase caused the formation of liquid phase at around 1725 ºC, in samples of AlN with up to 4 wt% Y2O3. The amount of liquid-phase increased with increasing sintering aid content only after the full densification of the samples, due to the melting of large refractory particles of yttrium aluminates (YAP and YAM) at high temperatures. As a result, the increase of the Y2O3 content (0.5 to 4 wt%) did not cause significant variations in the densification behavior of the AlN, as the amount of liquid-phase was similar for all temperatures in the range at which densification occurred. The addition of only 0.5 wt% Y2O3 increased significantly the sinterability of AlN. The use of Y2O3 with large particle size distribution in relation to AlN did not cause the formation of large pores. The results showed a trend towards oxide compounds evaporation in AlN samples with Y2O3, when sintered above 1850 ºC.

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Efeito da zircônia na sinterização de SiC com adições de Al2O3 e Y2O3/ Effect of zirconia on sintering SiC with additions of Al2O3 and Y2O3

Santos, M. A. P. dos; Costa, C. A.
2006-09-01

Resumo em português A sinterização em fase líquida de carbeto de silício (SiC) com adições de Al2O3, Y2O3 e ZrO2 foi estudada. O processo de moagem de alta energia resultou na aditivação secundaria do pó, sendo que a majoritária foi de ZrO2 [1]. As microestruturas obtidas tiveram sua fases cristalinas fortemente influenciadas pelo tamanho médio de partícula do pó, assim como pelo percentual de ZrO2. A aditivação secundária por zircônia e a conseqüente formação da fase ZrC (mais) mostraram-se benéficas nas densificações, sendo que aquelas resultantes dos pós ultrafinos de 4 e 6 h de moagem, com 12% e 16% de ZrO2, respectivamente, apresentaram valores de densidades aparentes superiores a 95%. Resumo em inglês The liquid phase sintering of silicon carbide (SiC) with additions of Al2O3 , Y2O3 and ZrO2 was studied. The high energy milling process resulted in the secondary additivation of the powder, being ZrO2 the major phase. The final microstructures showed a strong influence of the crystalline phases on the average size of the particles, as well as on the ZrO2 content. The secondary additivation of ZrO2 and the consequent formation of the ZrC phase showed a beneficial effect o (mais) n densification. The sintering obtained by ultrafine powders with milling times of 4 and 6 h and with ZrO2 contents of 12% and 16%, respectively presented values of apparent densities higher than 95%.

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Análise microestrutural e de fases de um carbeto cementado dopado com terras-raras sinterizado por fase líquida/ Microstructural and phase analysis of cemented carbide doped with rare-earths sintered via liquid phase

Gomes, C. M. F.; Silva, A. G. P.; Gomes, U. U.; Holanda, J. N. F.
2006-12-01

Resumo em português O presente trabalho tem como objetivo principal a caracterização microestrutural e de fases de carbeto cementado (WC/10Co) dopado com terras-raras (La2O3 e CeO2). Este carbeto cementado é largamente utilizado como ferramenta de corte. Foram preparadas diversas misturas de WC/10Co com adições de até 3% em peso de La2O3 e CeO2 da fase cobalto. Os pós misturados foram submetidos a prensagem uniaxial em 200 MPa numa matriz cilíndrica (fi = 10 mm). Os compactos foram s (mais) interizados sob vácuo em 1400ºC durante 60 min. A densidade relativa das peças foi determinada. As peças sinterizadas foram submetidas a ensaios de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura via elétrons secundários. Os resultados mostraram que para as condições estudadas a adição de elementos de terras-raras influenciou positivamente a densificação do carbeto cementado WC/10Co durante o processo de sinterização. A microestrutura sinterizada das peças não sofreu modificações significativas com a adição dos elementos de terras-raras estudados. Resumo em inglês The principal aim of this work is the microstructural and phases characterization of the cemented carbide (WC/10Co) doped with rare-earths (La2O3 and CeO2). This cemented carbide is widely used as cutting tool. Several WC/10Co mixtures containing up to 3 wt % La2O3 and CeO2 of the cobalt phase were prepared. The mixed powders were uniaxially pressed at 200 MPa in a cylindrical matrix (phi = 10 mm). The compacts were sintered under vacuum at 1400ºC during 60 min. The rela (mais) tive density of the pieces was determined. The sintered pieces were submitted to X-ray diffraction and scanning electronic microscopy via secondary electron images. The results showed that, within the conditions studied, the addition of rare-earth elements influenced positively the densification of the WC/10Co cemented carbide during the sintering process. The sintered microstructure of pieces didn’t suffer significant modifications with the addition of the rare-earth elements studied.

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Análise do comportamento de queima de argilas e formulações para revestimento cerâmico/ Analysis of the firing behavior of clays and formulations for ceramic tiles

Moreno, M. M. T.; Bartolomeu, D.; Lima, R. H. C.
2009-09-01

Resumo em português O uso de argilas de queima vermelha para a fabricação de placas cerâmicas para revestimentos tornou-se importante devido aos avanços tecnológicos e à qualidade da matéria-prima. Neste processo a moagem é feita por via seca e as temperaturas máximas de queima são maiores que 1000 ºC, ocorrendo reações de sinterização via fase líquida. Este trabalho aborda diversos aspectos que envolvem a queima deste tipo de argilas e suas misturas visando obter as melhores (mais) condições de sinterização. As argilas individuais foram analisadas usando os seguintes parâmetros: % em peso na composição, temperatura máxima de queima e absorção de água. Corpos-de-prova foram queimados em laboratório, em temperaturas de 800 a 1100 ºC, sendo que depois da caracterização das propriedades individuais, combinações binárias e ternárias foram processadas nas mesmas condições e analisadas. Os resultados obtidos permitiram elaborar uma proposta para preparar misturas com base nas características das matérias-primas. Devido a que as combinações apresentam variações, que dependem principalmente da distribuição do tamanho das partículas e conteúdo de fundentes, é necessário fazer correções na composição para alcançar as propriedades desejadas, o que é facilitado com a metodologia proposta. Resumo em inglês The use of red fired clays for the production of ceramic tiles has become important due to the technological progress and the improvement of raw material quality. In this processing, dry milling is used and the maximum firing temperatures are larger than 1000 ºC with the occurrence of sintering reactions through liquid phase. In this work, the behavior of red clays and their mixtures to obtain the best sintering conditions was studied. Individual types of clay were analy (mais) zed using the following parameters: wt.% in the composition, maximum firing temperature and absorption of water of the individual raw materials. Test specimens were fired in laboratory with temperature varying between 800 and 1100 ºC. After characterization of the individual properties, binary and ternary combinations of clays were analyzed using the same conditions of the individual ones. The results obtained allowed us to elaborate a proposal of how to prepare these types of mixtures based on the raw material. Because mixtures show variations on their response that are mainly dependent on the particle size distribution and fluxing compounds, it is necessary to perform corrections in the composition of the mixture to reach the desired properties. Using the proposed methodology, it is possible to orientate the changes in the composition in order to reach the desired result.

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Sinterização da liga WC/10Co por altas pressões/ High pressure sintering of the WC/10Co alloy

Rodrigues, Márcio Ferreira; Bobrovnitchii, Guerold Sergueevitch; Quintanilha, Ronaldo; Cândido, Rodolfo; Silva, Gilbert; Filgueira, Marcello
2006-09-01

Resumo em português Ligas de metal duro (WC/Co) são geralmente processadas pelas técnicas da metalurgia do pó, que compreende mistura dos pós elementares, compactação e sinterização por fase líquida, com ou sem a posterior prensagem isostática a quente (HIP). Uma nova rota de processamento de metal duro é aqui apresentada, chamada de altas pressões e altas temperaturas (HPHT). Neste trabalho foi estudada a sinterização da liga WC/10% pesoCo a 5GPa, nas temperaturas de 1200, 130 (mais) 0, e 1400ºC, para os tempos de 1 e 2 minutos. Os melhores resultados obtidos foram: densidade =95,6%, dureza HV45 =10GPa e tenacidade à fratura K Ic=11MPa.m½. Resumo em inglês Hardmetal is usually processed by the conventional powder technology techniques: mix of WC + Co powders, compacting, and liquid phase sintering. A new method to process hardmetal parts are described here. Parts of WC/10%wt Co were processed by using high pressure and high temperature sintering. It was used the pressure of 5GPa, temperatures of 1200, 1300, and 1400ºC, and times of 1and 2 minutes of sintering. The best results was density =95,5%, hardness HV45 =10GPa and fracture toughness of K Ic =11MPa.m½.

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