Title

NITRETO DE SILÍCIO COM OXIDO DE LANTÂNIO COMO ADITIVOS NA PRODUÇÃO DE COMPACTOS DE ALTO TEOR DE CBN PARA USO COMO FERRAMENTAS DE CORTE

SILICON NITRIDE WITH LANTHANUM OXIDE AS ADDITIVES IN THE PRODUCTION OFCOMPACT HIGH LEVELS OF CBN FOR USE IN CUTTING TOOL

Authorship

Chagas, Shirlene; Skury, Ana Lúcia Diegues; Bobrovnitichii, Guerold Serguevitch

Chagas, Shirlene

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Skury, Ana Lúcia Diegues

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Bobrovnitichii, Guerold Serguevitch

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DOI

10.5151/2594-5327-21525

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Abstract

Os materiais compósitos à base de Nitreto Cúbico de Boro (cBN) tem se destacado nas pesquisas visando as aplicações tecnológicas industriais. No entanto, o que impedia uma ampla aplicação de ferramentas de cBN era a sua baixa resistência a flexão e tenacidade à fratura. Com a finalidade de produzir compósitos de cBN com boas propriedades mecânicas, que resulte em alta durabilidade, nesta pesquisa foi feita uma tentativa em associar a dureza do cBN com a alta resistência à flexão e tenacidade a fratura do Nitreto de Silício (Si3N4) para produção de insertos abrasivos. Devido à dificuldade de sinterização do Si3N4, via mecanismo de difusão em estado sólido, utilizou-se como auxiliar no processo de sinterização o Oxido de Lantânio (La2O3). A caracterização da microestrutura dos compactos foi avaliada utilizando-se das técnicas de Difração de Raios X, e Microscopia Eletrônica de Varredura e a propriedade mecânica em termos de microdureza e tenacidade à fratura. As massas específicas das amostras sinterizadas foram determinadas pelo método de Arquimedes. Os resultados mostraram compactos com densidade e microdureza de 3,22 g/cm3 de 12 GPa, respectivamente.

Composite materials based on Cubic Boron Nitride (cBN) has emerged in technological research aiming to industrial applications. However, what prevented a broad application of cBN tools was their low resistance to bending and fracture toughness. With the aim of producing cBN composites with good mechanical properties, resulting in high durability, this research an attempt was made to associate the hardness of cBN with high flexural strength and fracture toughness of silicon nitride (Si3N4) for production abrasive inserts. Due to difficulties in sintering Si3N4 via the diffusion mechanism in solid form, was used as auxiliary in the the sintering process lanthanum oxide (La2O3). The characterization of the microstructure of the compacts were evaluated using the techniques of X-ray diffraction and scanning electron microscopy and mechanical properties in terms of hardness and fracture toughness by method of printing Vicker. The densities of the sintered samples were determined by the Archimedes method. The results showed compact with a density of 3.22 g/cm3 and hardness of 12 GPa, respectively.

Keywords

Nitreto cúbico de boro; Nitreto de silício; Sinterização em altas pressões.

Cubic boron nitride; Silicon nitride; High pressure sintering; Hardnes.