Sinterização diferencial e auto-tensionamento: efeitos na condutividade elétrica da Zircônia estabilizada com Ítria
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Data de Publicação: | 2019 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11885 |
Resumo: | Recent researches indicate the possibility of increasing Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) electrical conductivity by generating stress states in the material, by applying external loads or by its insertion in multilayer systems. On the other hand, in the past decades, several papers have shown that the formation of defects and the incomplete densification in ceramic composites containing rigid inclusions are related to the emergence of stresses in the matrix due to the phenomena of restricted and differential sintering. In this work, these phenomena were induced in 8 mol% Yttria Stabilized Zirconia (8YSZ) matrices by means of controlled addition of different contents of rigid inclusions of sintered ceramic particles with different shapes (spherical and jagged), sizes (60-200 µm) and compositions (8YSZ, 3YSZ and alumina). The effects of residual stresses after sintering on the electrical conductivity of 8YSZ were evaluated and, under specific conditions, the addition of 1 vol% of YSZ irregular rigid inclusions led to an increase of 36% in total electrical conductivity compared to samples without inclusions. Computer simulations provided additional information on the development and evolution of stresses during sintering. |
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Goulart, Celso AntonioMorelli, Márcio Raymundohttp://lattes.cnpq.br/0172837599844991Andreeta, Marcello Rubens Barsihttp://lattes.cnpq.br/7904227795652627http://lattes.cnpq.br/90630227080709030cc269d4-4cd1-4cf4-b12a-f1e2f9f1947e2019-09-24T13:56:32Z2019-09-24T13:56:32Z2019-06-19GOULART, Celso Antonio. Sinterização diferencial e auto-tensionamento: efeitos na condutividade elétrica da Zircônia estabilizada com Ítria. 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11885.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11885Recent researches indicate the possibility of increasing Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) electrical conductivity by generating stress states in the material, by applying external loads or by its insertion in multilayer systems. On the other hand, in the past decades, several papers have shown that the formation of defects and the incomplete densification in ceramic composites containing rigid inclusions are related to the emergence of stresses in the matrix due to the phenomena of restricted and differential sintering. In this work, these phenomena were induced in 8 mol% Yttria Stabilized Zirconia (8YSZ) matrices by means of controlled addition of different contents of rigid inclusions of sintered ceramic particles with different shapes (spherical and jagged), sizes (60-200 µm) and compositions (8YSZ, 3YSZ and alumina). The effects of residual stresses after sintering on the electrical conductivity of 8YSZ were evaluated and, under specific conditions, the addition of 1 vol% of YSZ irregular rigid inclusions led to an increase of 36% in total electrical conductivity compared to samples without inclusions. Computer simulations provided additional information on the development and evolution of stresses during sintering.Pesquisas recentes apontam a possibilidade de aumentar a condutividade elétrica da Zircônia Estabilizada com Ítria (ZEI) por meio da geração de estados de tensão no material, aplicando cargas externas ou posicionando o material em sistemas multicamadas. Por outro lado, nas últimas décadas, diversos trabalhos estabeleceram os princípios básicos que governam a formação de defeitos e a densificação incompleta em compósitos cerâmicos contendo inclusões rígidas e mostraram que esses eventos estão ligados ao surgimento de tensões na matriz oriundas dos fenômenos de sinterização restringida e diferencial. Nesse trabalho, esses fenômenos foram induzidos em matrizes de Zircônia Estabilizada com 8% mol de Ítria (ZEI8) por meio da adição controlada de diferentes teores de inclusões rígidas de partículas cerâmicas sinterizadas com diferentes formatos (esférico e irregular), tamanhos (60-200 μm) e composições (ZEI8 cúbica, ZEI3 tetragonal e alumina). Os efeitos das tensões residuais após a sinterização na condutividade elétrica da ZEI8 foram avaliados e, em condições específicas, a adição de 1% vol de inclusões irregulares de ZEI8 levou a um aumento de 36% na condutividade elétrica total em relação a amostras sem inclusões. Simulações computacionais forneceram informações complementares sobre o desenvolvimento e evolução das tensões na sinterização.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 88882.332711/2019-01CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSinterização diferencialZEICondutividade elétricaSimulação computacionalDifferential sinteringYSZElectrical conductivityComputer simulationENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSSinterização diferencial e auto-tensionamento: efeitos na condutividade elétrica da Zircônia estabilizada com ÍtriaDifferential sintering and self-stress: effects on electrical conductivity of Yttria stabilized Zirconiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis054faa10-e587-4736-bbba-5c3147983b48reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALCelso Antonio Goulart - Tese.pdfCelso Antonio Goulart - Tese.pdfVersão definitiva - Teseapplication/pdf11007432https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/1/Celso%20Antonio%20Goulart%20-%20Tese.pdfd626ae5ceb0ba859e6689e8b17cee9afMD51BCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdfCarta comprovanteapplication/pdf344724https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/2/BCO%20-%20Carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf7fb6d059a0b724416f5cce1942a76a8dMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/3/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD53TEXTCelso Antonio Goulart - Tese.pdf.txtCelso Antonio Goulart - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain197734https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/4/Celso%20Antonio%20Goulart%20-%20Tese.pdf.txt2b96facdebe0f922c834f358b96e1920MD54BCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1466https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/6/BCO%20-%20Carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt5e203250fcd239cf9d9e59acae05f7b1MD56THUMBNAILCelso Antonio Goulart - Tese.pdf.jpgCelso Antonio Goulart - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6388https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/5/Celso%20Antonio%20Goulart%20-%20Tese.pdf.jpg383f56bdedc8aece2ab3d0063e44edceMD55BCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO - Carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10083https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11885/7/BCO%20-%20Carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg6fc638dd201048ebae3eae60d5487c0aMD57ufscar/118852023-09-18 18:31:44.73oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/11885Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:44Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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