Publicação: Caracterização de uma cerâmica avançada base de alumina tipo sandwich
Carregando...
Arquivos
Data
Autores
Orientador
Souza, José Vitor Cândido de 
Machado, João Paulo Barros
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia de Materiais - FEG
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O desenvolvimento de novos materiais para engenharia é de grande importância, sendo
possível combinar diferentes elementos que possam promover propriedades desejadas em
aplicações industriais. Os materiais cerâmicos apresentam amplo leque de aplicações onde
não são possíveis a utilização de metais. Entretanto, as cerâmicas apresentam características
como alta dureza e baixa tenacidade, o que pode levar à fratura sem aviso prévio. Para se
obter melhorias e novas propriedades que permitam aplicações em diversos meios, podem ser
desenvolvidas cerâmicas com propriedades multifuncionais, contendo em seu corpo alta
dureza e boa tenacidade. O objetivo desse trabalho foi a caracterização de uma cerâmica
multifuncional, do tipo sandwich com melhoria da tenacidade à fratura no centro e alta dureza
na superfície externa. A cerâmica foi desenvolvida utilizando alumina (Al2O3) = 99,0% +
óxido de cromo (Cr2O3) = 1,0% na periferia e Al2O3 = 96,25% + Cr2O3 = 1,0% + MnO2 =
1,0% + TZ-3YSB = 1,0% Ni2O3 = 0,5% + ZnO = 0,25% no centro (formando sandwich), pela
metalurgia do pó. A cerâmica foi sinterizada a 1600°C, com patamar de duas horas, taxa de
aquecimento de 10°C/min até 1200°C e de 1200 a 1600°C 5°C/min. A cerâmica desenvolvida
tipo sandwich apresentou densidade relativa de 98,70% ± 0,12%, dureza na superfície de
20,01 ± 0,06% GPa, e, dureza de 18,10 ± 0,35% no centro, com tenacidade à fratura de 3,93
MPa.m1/2 na superfície e 4,56 MPa.m1/2 no centro. A análise por Difração de Raios-X
demonstrou fase majoritária de alumina enquanto, a análise de microscopia eletrônica de
varredura de alta resolução (MEV) demonstrou as diferentes microestruturas entre a periferia
e o centro, além de demonstrar através de EDS diferentes constituintes nas regiões. Os
resultados demonstraram ser possível, em uma mesma cerâmica, ter diferentes propriedades
físicas e mecânicas. Isso evidencia possibilidade de desenvolvimento de cerâmicas avançadas
com alta tenacidade
Resumo (inglês)
The development of new engineering materials is of great importance and it is possible to
combine different elements that can promote desired properties in industrial applications.
Ceramic materials have a wide range of applications where the use of metals is not possible.
However, ceramics have characteristics such as high hardness and low toughness, which can
lead to fracture without warning. To obtain improvements and new properties that allow
applications in various media, ceramics with multifunctional properties can be developed,
containing in their body high hardness and good toughness. The objective of this work was
the characterization of a multifunctional sandwich ceramic with improved fracture toughness
in the center and high hardness on the outer surface. The ceramic was developed using
alumina (Al2O3) = 99.0% + chromium oxide (Cr2O3) = 1.0% at the periphery and Al2O3 =
96.25% + Cr2O3 = 1.0% + MnO2 = 1.0% + TZ-3YSB = 1.0% Ni2O3 = 0.5% + ZnO = 0.25%
in the center (sandwich forming) by powder metallurgy. The ceramic was sintered at 1600 °C
with a two hour plateau, heating rate from 10 °C / min to 1200 °C and 1200 to 1600 °C
5 °C/min. The developed sandwich-type ceramics had a relative density of 98.70% ± 0.12%,
surface hardness of 20.01 ± 0.06% GPa, and hardness of 18.10 ± 0.35% in the center, with
toughness. fracture of 3.93 MPa.m1 / 2 on the surface and 4.56 MPa.m1 / 2 in the center. The Xray diffraction analysis showed the majority phase of alumina, while the high-resolution
scanning electron microscopy (SEM) analysis showed the different microstructures between
the periphery and the center, and demonstrated through EDS different constituents in the
regions. The results showed that it is possible, in the same ceramic, to have different physical
and mechanical properties. This highlights the possibility of developing advanced ceramics
with high toughness
Descrição
Palavras-chave
Cerâmicas multifuncionais, Avanços científicos, Propriedades físicas e mecânicas, Ferramentas de corte, Multifunctional ceramics, Scientific advances, Physical and mechanical properties, Cutting tools, Alumina (Al2O3), Material cerâmico, Cerâmica – Propriedades mecânicas, Ferramentas de corte
Idioma
Português
