Title

ESTUDO SOBRE A DENSIFICAÇÃO DE CERÂMICAS DE ZIRCÔNIA ESTABILIZADA COM ÍTRIA SINTETIZADAS PELO PROCESSO GLICINA-NITRATO E SINTERIZADAS SOB DIFERENTES CONDIÇÕES

A STUDY ON DENSIFICATION OF YTTRIA-STABILIZED ZIRCONIA SYNTHESIZED FROM GLYCINE-NITRATE PROCESS AND SINTERED UNDER DIFFERENT CONDITIONS

Authorship

Silva, Cristiane Abrantes da; Ribeiro, Nielson Fernando Paixão; Furtado, José Geraldo de Melo; Souza, Mariana de Mattos Vieira Mello

Silva, Cristiane Abrantes da

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Ribeiro, Nielson Fernando Paixão

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Furtado, José Geraldo de Melo

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Souza, Mariana de Mattos Vieira Mello

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DOI

10.5151/2594-5327-0052

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Abstract

Pós de zircônia estabilizada com ítria (8YSZ) foram preparados pelo método de combustão segundo o processo glicina-nitrato, mediante reações redox entre os respectivos nitratos metálicos e glicina em um forno pré-aquecido a 600°C. Diversas amostras de 8YSZ foram sintetizadas alterando-se a razão entre os óxidos metálicos e a glicina (O/G). Os pós nanocristalinos produzidos, com tamanho médio de cristalito na faixa 15-18 nm, foram usados na confecção de cerâmicas densas. Os efeitos das diferentes condições de conformação e sinterização sobre a densidade relativa e a microestrutura das amostras analisadas foram estudados utilizando-se medidas de densidade e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que as propriedades dos pós sintetizados sofrem a influência da relação molar G/O, que paralelamente ao aumento da relação de 0,23 para 2, ocorre um ligeiro aumento dos tamanhos de cristalitos de 15,4 para 17,5 nm. Os compactos a verde conformados em prensa isostática mostraram maiores valores de densidade relativa. As fotomicrografias e as densidades relativa mostraram alta porosidade devido à eliminação de gases durante a queima. O melhor resultado em termos de densificação foi obtido para a amostra YSZ.G1, sendo que para melhor comparação dos resultados se faz necessário sinterizar as pastilhas nas mesmas condições.

Nanocrystalline 8mol% yttria stabilized zirconia powders (8YSZ) were prepared by the glycine-nitrate process (GNP), which consists of the redox reactions between the respective metal nitrates and glycine in a preheated furnace at 600°C. A series of 8YSZ powders were synthesized by altering the glycine/metal oxides ratio (G/O). These nanocrystalline powders, with an average crystallite size of 15-18 nm, were used to prepare dense ceramics. The effect of different sintering regimes and compacting method on the density and microstructure of the sintered YSZ was determined using density measurements and scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the properties of the as- synthesized powders are influenced by the molar ratio G/O, with the ratio increasing from 0.23 to 2, the crystallite sizes increase slightly from 15.4 to 17.5 nm. Green bodies conformed by cold isostatic pressing showed the highest degree of densification. The results of the SEM and densification degree indicate high porosity because of the elimination of gas during combustion method. The best result in terms of densification was obtained for YSZ.G1, however, for a better comparison of the results, it is necessary to sinter all pellets in the same conditions.

Keywords

YSZ; Densificação; Sinterização; Método da combustão.

YSZ ceramics; Densification; Sinterization; Combustion method.