Título

Processamento de nióbio metálico por sinterização a frio utilizando ácido fosfórico como fase líquida transiente

Cold sintering processing of metallic niobium using phosphoric acid as transient liquid phase

Autoria

ABDORAL, MARCOS VINICIUS MATIAS; AZEVEDO, ARY MACHADO DE; SILVEIRA, PEDRO HENRIQUE POUBEL MENDONÇA DA

ABDORAL, MARCOS VINICIUS MATIAS

Eu sou esse autor

AZEVEDO, ARY MACHADO DE

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SILVEIRA, PEDRO HENRIQUE POUBEL MENDONÇA DA

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DOI

10.5151/2594-5327-44370

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Resumo

O presente trabalho avaliou o processamento de nióbio metálico por sinterização a frio, utilizando ácido fosfórico como fase líquida transiente. O pó de nióbio foi peneirado, lavado, seco, misturado a H3PO4 e consolidado sob 500 MPa por 60 min, nas temperaturas de 150, 175, 200, 225 e 250 °C. A densidade foi determinada pelo método de Arquimedes, enquanto a resistência à flexão foi avaliada por ensaio mecânico, sendo os resultados apresentados como média e desvio padrão. A densidade relativa variou de 78,96 ± 2,65% a 150 °C até 88,37 ± 6,17% a 250 °C, indicando maior eficiência de consolidação com o aumento da temperatura. A resistência à flexão apresentou os maiores valores nas amostras processadas a 200 °C e 250 °C, com 73,26 ± 16,03 MPa e 72,45 ± 13,25 MPa, respectivamente. Os resultados indicam que o ácido fosfórico pode atuar como fase líquida transiente eficiente para consolidar niobio em temperaturas muito inferiores às utilizadas na sinterização convencional, abrindo perspectivas para rotas de menor consumo energético aplicadas a metais refratários.

This work evaluated the processing of metallic niobium by cold sintering using phosphoric acid as a transient liquid phase. Niobium powder was sieved, washed, dried, mixed with H3PO4 and consolidated under 500 MPa for 60 min at 150, 175, 200, 225 and 250 °C. Density was determined by the Archimedes method, while flexural strength was evaluated by mechanical testing, with results presented as mean and standard deviation. The relative density ranged from 78.96 ± 2.65% at 150 °C to 88.37 ± 6.17% at 250 °C, indicating improved consolidation efficiency as temperature increased. Flexural strength reached the highest values for samples processed at 200 °C and 250 °C, with 73.26 ± 16.03 MPa and 72.45 ± 13.25 MPa, respectively. The results indicate that phosphoric acid can act as an effective transient liquid phase for consolidating niobium at temperatures far below those required in conventional sintering, opening perspectives for low-energy routes applied to refractory metals.

Palavras-chave

Nióbio, Sinterização a frio, Ácido fosfórico, Metais refratários

Niobium, Cold sintering, Phosphoric acid, Refractory metals