Title

Caracterização de compósitos a base de SiC e para aplicações na indústria nuclear

Characterization of SiC and al₂o₃-based composites for applications in the nuclear Industry

Authorship

SANTOS, BEATRIZ MARIA VENANCIO DOS; LIMA, EDUARDO DE SOUSA; VELLOSO, MARCELLA CANDIDO

SANTOS, BEATRIZ MARIA VENANCIO DOS

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LIMA, EDUARDO DE SOUSA

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VELLOSO, MARCELLA CANDIDO

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DOI

10.5151/2594-5327-43283

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Abstract

Os compósitos cerâmicos à base de carbeto de silício (SiC) e óxido de alumínio (Al₂O₃) são materiais promissores para aplicações estruturais em ambientes extremos, como reatores nucleares, devido à sua alta estabilidade térmica, resistência à corrosão e excelente desempenho mecânico. Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre esses materiais, complementada por resultados experimentais preliminares obtidos a partir da produção e caracterização de compósitos SiC–Al₂O₃ em diferentes proporções mássicas. As amostras foram produzidas por prensagem uniaxial e sinterização convencional, e caracterizadas quanto à densidade aparente (método de Arquimedes), microestrutura (microscopia óptica) e dureza (Vickers e Rockwell C). Os resultados indicam que a adição de Al₂O₃ até 50% em massa promove aumento progressivo da densificação e da dureza, enquanto teores superiores podem comprometer a homogeneidade microestrutural. A revisão e os dados experimentais apontam para o potencial desses compósitos em aplicações nucleares, com destaque para os desafios de processamento e a necessidade de estudos complementares sobre comportamento sob radiação.

Silicon carbide (SiC) and aluminum oxide (Al₂O₃) based ceramic composites are promising materials for structural applications in extreme environments, such as nuclear reactors, due to their high thermal stability, corrosion resistance, and excellent mechanical performance. This work presents a literature review on these materials, complemented by preliminary experimental results obtained from the production and characterization of SiC–Al₂O₃ composites in different mass proportions. Samples were produced by uniaxial pressing and conventional sintering, and characterized for apparent density (Archimedes method), microstructure (optical microscopy), and hardness (Vickers and Rockwell C). Results indicate that Al₂O₃ additions up to 50 wt% promote progressive increases in densification and hardness, while higher contents may compromise microstructural homogeneity. The review and experimental data point to the potential of these composites for nuclear applications, highlighting the processing challenges and the need for further studies on radiation behavior.

Keywords

Compósitos Cerâmicos, Carbeto de Silício, Óxido de Alumínio, Indústria Nuclear, Sinterização

Ceramic Composites, Silicon Carbide, Aluminum Oxide, Nuclear Industry, Sintering