Title

SINTERIZAÇÃO A FRIO DE NIÓBIO METÁLICO EMPREGANDO ETANOL COMO FASE LÍQUIDA TRANSIENTE

COLD SINTERING OF METALLIC NIOBIUM USING ETHANOL AS A TRANSIENT LIQUID PHASE

Authorship

AZEVEDO, ARY MACHADO DE; TRINDADE, DERICK HORRANA DE SOUZA DA; SILVA, MARLLON FRAGA; PEIXOTO, PLINIO HONORATO MUELLA; SILVA, MARCELO HENRIQUE PRADO DA; SILVEIRA, PEDRO HENRIQUE POUBEL MENDONÇA DA

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DOI

10.5151/2594-5327-42350

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Abstract

Este trabalho teve como objetivo analisar a influência do álcool etílico anidro como fase líquida transiente e do aumento da temperatura no processo de sinterização a frio (CSP) do nióbio metálico. O estudo utilizou pó de nióbio misturado com 10% ,em massa, de álcool etílico, sendo submetido à prensagem uniaxial de 450 MPa e aquecido em três temperaturas distintas: 125 °C, 150 °C e 175 °C. As amostras obtidas foram caracterizadas quanto à densidade, resistência à flexão, microestrutura por MEV e fases por DRX. Os resultados mostraram que a temperatura de 150 °C proporcionou a maior densificação relativa (71,36%), enquanto a maior resistência à flexão (63,03 MPa) foi observada na amostra tratada a 175 °C. A condição de 125 °C apresentou densificação de 66,59% e resistência intermediária (51,77 MPa). Apesar do aumento da densificação com o aumento da temperatura, os resultados mecânicos não seguiram a mesma tendência, sugerindo que fatores microestruturais como porosidade remanescente, reorganização interna e qualidade das interfaces influenciaram mais significativamente a resistência do material. Observou-se que a sinterização a frio do nióbio com álcool como fase líquida transitória é viável, sendo 175 °C a temperatura mais eficaz do ponto de vista mecânico, mesmo com leve redução na densificação.

THIS STUDY AIMED TO ANALYZE THE INFLUENCE OF ANHYDROUS ETHYL ALCOHOL AS A TRANSIENT LIQUID PHASE AND THE EFFECT OF INCREASED TEMPERATURE ON THE COLD SINTERING PROCESS (CSP) OF METALLIC NIOBIUM. NIOBIUM POWDER WAS MIXED WITH 10 WT% OF ETHYL ALCOHOL, SUBJECTED TO UNIAXIAL PRESSING AT 450 MPA, AND HEATED AT THREE DIFFERENT TEMPERATURES: 125 °C, 150 °C, AND 175 °C. THE RESULTING SAMPLES WERE CHARACTERIZED IN TERMS OF DENSITY, FLEXURAL STRENGTH, MICROSTRUCTURE BY SEM, AND PHASES BY XRD. THE RESULTS SHOWED THAT THE TEMPERATURE OF 150 °C PROVIDED THE HIGHEST RELATIVE DENSIFICATION (71.36%), WHILE THE HIGHEST FLEXURAL STRENGTH (63.03 MPA) WAS OBSERVED IN THE SAMPLE TREATED AT 175 °C. THE 125 °C CONDITION EXHIBITED A DENSIFICATION OF 66.59% AND INTERMEDIATE STRENGTH (51.77 MPA). ALTHOUGH DENSIFICATION INCREASED WITH TEMPERATURE, THE MECHANICAL PERFORMANCE DID NOT FOLLOW THE SAME TREND, SUGGESTING THAT MICROSTRUCTURAL FACTORS SUCH AS RESIDUAL POROSITY, INTERNAL REARRANGEMENT, AND INTERFACE QUALITY MORE SIGNIFICANTLY INFLUENCED THE MATERIAL'S STRENGTH. IT WAS OBSERVED THAT COLD SINTERING OF NIOBIUM USING ALCOHOL AS A TRANSIENT LIQUID PHASE IS FEASIBLE, WITH 175 °C BEING THE MOST EFFECTIVE TEMPERATURE FROM A MECHANICAL STANDPOINT, DESPITE A SLIGHT REDUCTION IN DENSIFICATION.

Keywords

Nióbio, Sinterização a Frio, Álcool, Fase Líquida Transiente