Title

Pré-sinterização de carbeto de silício em atmosfera oxidante com aditivos de alumina e ítria

Pre-sintering of Silicon carbide in oxidizing atmosphere with alumina and yttria additives

Authorship

COSTA, RHAYANA AYAMY YAMAGUCHI GOMES DA; JESUS, WELLINGTON BRUNO SILVA DE; ALKIMIM, HELLEN KARINA PEREIRA; CAMPOS, JOSE BRANT DE; LIMA, EDUARDO DE SOUSA

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ALKIMIM, HELLEN KARINA PEREIRA

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CAMPOS, JOSE BRANT DE

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DOI

10.5151/2594-5327-43964

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Abstract

O carbeto de silício (SiC) é um material cerâmico frequentemente empregado para blindagem balística e aplicações aeroespaciais. Para que seja sinterizado de maneira eficiente, é preciso seguir condições específicas. O material deve estar na forma de pó e ser compactado. O processo ocorre em temperaturas controladas, situadas entre 1900°C e 2200°C, com atmosfera inerte. Os fornos com essa finalidade apresentam elevados custos para operação, manutenção complexa e dificuldade de acesso. Portanto, dentro desse projeto, a abordagem se concentra na avaliação da viabilidade de conduzir pré-sinterizações em atmosfera oxidante de quatro composições: SiC, SiC com alumina, SiC com ítria e SiC com alumina e ítria. Essas composições foram escolhidas para viabilizar um estudo completo do sistema. As pré-sinterizações estão programadas para ocorrer em uma faixa de temperaturas que varia de 400°C a 1400°C, com intervalos regulares de 200°C. Para investigar o que ocorreu com as amostras, foram realizadas análises mássicas, macroscópicas e o teste de Arquimedes. A variação de massa positiva indica a oxidação do SiC, visto que a alumina e ítria não interagem com outros componentes nas temperaturas estudadas, enquanto a negativa indica volatilização do SiO formado.

Silicon carbide (SiC) is a ceramic material frequently used for ballistic shielding and aerospace applications. For efficient sintering, specific conditions must be followed. The material must be in powder form and compacted. The process occurs at controlled temperatures between 1900°C and 2200°C under an inert atmosphere. Furnaces for this purpose present high operating costs, complex maintenance, and limited accessibility. Therefore, this project focuses on evaluating the feasibility of conducting pre-sintering in an oxidizing atmosphere for four compositions: SiC, SiC with alumina, SiC with yttria, and SiC with alumina and yttria. These compositions were chosen to enable a complete study of the system. Pre-sintering treatments were carried out in a temperature range from 400°C to 1400°C, at regular intervals of 200°C. To investigate what occurred in the samples, mass, macroscopic, and Archimedes analyses were performed. Positive mass variation indicates oxidation of SiC, since alumina and yttria do not interact with other components at the studied temperatures, while negative variation indicates volatilization of the SiO formed.

Keywords

Carbeto de silício, Sinterização, Atmosfera oxidante, Alumina, Ítria

Silicon carbide, Sintering, Oxidizing atmosphere, Alumina, Yttria