Produção de compósitos de matriz cerâmica de alumina a partir de colagem de fitas em meio aquoso

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Amadio, Tatiane de Mattos
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/106774
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012
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spelling Produção de compósitos de matriz cerâmica de alumina a partir de colagem de fitas em meio aquosoCiencia dos materiaisEngenharia de materiaisMateriais compostosResistencia de materiaisCerâmica (Tecnologia)AluminaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012Compósitos de matriz cerâmica têm sido desenvolvidos para superar a fragilidade intrínseca e a falta de confiabilidade da cerâmica monolítica. Dentre suas principais vantagens está o aumento da resistência mecânica do material. Esse trabalho visou desenvolver um compósito de alumina reforçado com fibras policristalinas de alumina para melhorar as propriedades mecânicas do produto, utilizando o meio aquoso, que substitui o uso de solventes orgânicos tóxicos e inflamáveis. A técnica utilizada foi a colagem de fitas (tape casting), que além de ter confiabilidade e baixo custo, permite se produzir fitas de espessura fina e de grande área superficial, oferecendo resistência e flexibilidade. Nesse trabalho, o pó de alumina foi caracterizado, e produziu-se uma suspensão otimizada através de um estudo reológico, cuja formulação final foi de 50% de sólidos. A suspensão apresentou um comportamento pseudoplástico e um alto valor de tixotropia. Foram testados vários métodos de separação e processamento das fibras, sendo mais eficiente o espalhamento através de um suporte, especialmente desenvolvido para esse fim. Definiram-se os parâmetros para o processo de colagem, como espaço entre as lâminas de 350µm e velocidade de colagem de 12 cm/min. As fitas foram termoprensados a 65 °C e 30 MPa. Os ensaios mecânicos de tração mostraram um aumento significativo da resistência mecânica quando houve presença de fibras e dependendo da orientação destas. Por fim, os tapes foram pré-sinterizados e sinterizados respectivamente a 1150 e 1600 °C. Ensaios flexão a três pontos confirmaram que as fibras aumentam significativamente a resistência mecânica dos tapes, atingindo o objetivo desse trabalho.<br>Abstract : Ceramic matrix composites have been developed to overcome the intrinsic fragility and unreliability of monolithic ceramics. Among its main advantages is the increased mechanical strength of the material.This work aimed to develop an alumina composite reinforced with polycrystalline alumina fibers to increase the mechanical properties of the product, using the aqueous system, replacing the use of toxic and flammable organic solvents. The forming technique used was tape casting, which in addition to reliability and low cost, enables to make thin tapes and tapes with large surface area, providing strength and flexibility. In this work, the alumina powder was characterized and a suspension was optimized through a rheological study, whose final formulation was 50% solids. The suspension showed a pseudoplastic behavior and a high value of thixotropy.Several methods for separation and processing of the fibers were tested and a scattering using a specially designed support was the most efficient option. The parameters for the tape casting process were: gap between the blades of of 350ìm and casting speed of 12 cm/min. The tapes were thermopressed at 65 °C and 30 MPa.The tensile test showed a significant increase of the mechanical resistance that was present with fibers and an even greater depending on their orientation. Finally, the tapes were pre-sintered and sintered at 1150 and 1600°C, respectively. Three-point bending confirmed that the fibers significantly enhance the mechanical strength of the tapes, reaching the goal of this work.Hotza, DachamirRodrigues Neto, João BatistaUniversidade Federal de Santa CatarinaAmadio, Tatiane de Mattos2013-12-05T22:19:22Z2013-12-05T22:19:22Z2012info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisxxi, 123 p.| il., tabs., grafs.application/pdf317590https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/106774porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-03-07T18:55:21Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/106774Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-03-07T18:55:21Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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