ISSN 2594-5327
49º Congresso anual — Vol. 49, Num. 1 (1994)
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Resumo
Tendo como alvo a obtenção de cerâmicas densas à base de nitreto de silício e com propriedades mecânicas adequadas à utilização em aplicações até temperaturas da ordem de 1150°C, foi realizado um exaustivo estudo buscando a otimização dos parâmetros de processamento da rota de sinterização normal, a qual dispensa o uso de altas pressões. Em função dos indicativos de que tanto o ferro quanto o silício exercem influência na transformação α→β durante a nitretação direta do silício, investigou-se o efeito destes elementos na transformação α→β-Si₃N₄, na morfologia e distribuição de tamanho dos grãos da fase β, bem como na densificação e nas propriedades mecânicas do Si₃N₄ obtido via sinterização normal. Nos experimentos para a otimização da sinterização normal foram estudados os seguintes parâmetros: pressão de compactação, tipo e teor de plastificante, temperatura e tempo de sinterização, utilização de camada protetora e pressão do nitrogênio (1 e 2 atmosferas). Para o estudo do efeito do ferro e do silício foram preparadas composições contendo quantidades fixas de itria e alumina e teores de ferro e de silício variando entre 500 e 10000 ppm. Os corpos de prova foram preparados segundo as condições otimizadas durante a primeira fase do trabalho e sinterizados a 1675°C e 1700°C nos tempos de 15, 30, 60 e 90 minutos. Foram avaliadas em todas as amostras a densidade, a tenacidade à fratura e a microestrutura. Foram determinadas, ainda, a resistência à flexão e o comportamento frente à oxidação de composições sinterizadas sob condição que proporcionou elevada densidade. Foi observado que o ferro exerce forte influência na transformação α→β, proporcionando o surgimento de uma quantidade apreciável de núcleos da fase β-Si₃N₄ que, sob condições apropriadas de temperatura e tempo, resultam em microestruturas mais homogêneas, com os grãos apresentando alta razão de aspecto e baixo grau de crescimento anormal. O refinamento da microestrutura gerou melhoria considerável nas propriedades mecânicas, em particular, na tenacidade à fratura-K₁c em função da obtenção de reforço in situ.
Palavras-chave
nitreto de silício, sinterização normal, ferro silício, microestrutura, propriedades mecânicas
Como citar
Fh., Jamil Duailibi; Oliveira, Marcia G. de; Rezende, Débora T.; Bressiani, José Carlos.
Otimização do Processamento e Melhoria das Propriedades Mecânicas do Nitreto de Silício Obtido via Sinterização Normal,
p. 4090-4105.
In: 49º Congresso anual,
Rio de Janeiro, Brasil,
1994.
ISSN: 2594-5327, DOI 10.5151/2594-5327-49v9-01-16
