Desenvolvimento de compósito cerâmico com diatomita, alfa-Al2O3 e ZrO2 parcialmente estabilizada

• Autor(a) principal: Andrade, Ismar Paulo Siqueira de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25221
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Diatomita; Compósito cerâmico; Propriedades mecânicas; Microdureza; Tenacidade

No Brasil os maiores produtores de diatomita são a Bahia e Rio Grande do Norte, correspondendo respectivamente a 45% e 35%, e é formada principalmente por sílica hidratada. Nesta pesquisa foi avaliada a viabilidade técnica e científica da utilização da diatomita cominuida em um compósito cerâmico. A diatomita, após cominuição por 20 horas em moinho de bolas, atingiu D90 igual a 11,40μm, e foi agregada ao compósito cerâmico com uma matriz contendo α-Al2O3 e ZrO2 parcialmente estabilizada com 3%Y2O3, adquirida comercialmente e com granulometria D90 2,86μm e 7,68μm respectivamente. Os corpos de prova foram conformados em uma prensa uniaxial com aplicação de pressão de compactação de 270 MPa. Foram desenvolvidas duas séries experimentais: D1A e D2A, com respectivamente 10% e 25% de diatomita e 5% e 10% de ZrO2 em suas formulações e sinterizados de forma convencional, com patamares compreendidos entre 1350 oC a 1600 oC e, em sua maioria, com um tempo de permanência em 120 min. Foram realizados ensaios tecnológicos para caracterização das matérias primas e dos sinterizados por: granulometria, FRX, DRX, MEV, dilatometria, TG, DSC, μv, Rlq, μapa, μreal, PA, AA, microdureza Vickers, σmx e tenacidade a fratura KIC. Em diversas formulações foram encontrados principalmente, a formação das fases: mulita, corundum, silimanite, zircônia tetragonal e monoclínica. Os corpos de prova da formulação R6 D1A, obtiveram o melhor resultado geral de microdureza 1662HV, com microestrutura com poros ovalados, freqüência maior de diâmetros menores que 1 μm, densidade da porosidade de 0,08 p/ μm2, sinterização coincidindo com o ponto de maior densificação e incidência maior de fases formadas de corundum, mulita e silimanite, fatores que podem ter contribuído para o resultado alcançado. O melhor resultado para a σmx, foi na amostra da formulação R6 D1AZ10, com um valor de 115 MPa. A amostra R1 D2A, atingiu o melhor resultado de KIC com 7,0 MPa.m1/2. A partir do processo empregado de sinterização nesta pesquisa, do ponto de vista técnico científico, é viável a utilização de diatomita particulada em compósitos com α-Al2O3 e ZrO2 parcialmente estabilizada com 3%Y2O3, para aplicações com exigências de propriedades mecânicas de microdureza até 1662HV, σmx com valores de até 115MPa e KIC até 7,0 MPa.m1/2.