Título

PROPRIEDADES MECÂNICAS DO COMPOSTO CERÂMICO À BASE DE Al2O3–Nb2O5–LiF

MECHANICAL PROPERTIES OF Al2O3–Nb2O5–LIF BASED CERAMIC COMPOSITE

Autoria

Santos, Jheison Lopes dos; Marçal, Rubens Lincoln Santana Blazutti; Monteiro, Sérgio Neves; Jesus, Paulo Roberto Rodrigues de; Santos, Maria Aparecida Pinheiro dos; Louro, Luis Henrique Leme

DOI

10.5151/1516-392X-30504

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Resumo

Neste trabalho, pela primeira vez, o sistema cerâmico Al2O3-Nb2O5-LiF teve suas propriedades mecânicas investigadas. Foram investigadas diferentes composições, em peso, para o composto (Al2O3–4%Nb2O5)–nLiF, com n variando entre 0 e 1,50%, a três temperaturas de sinterização diferentes (1300, 1350 e 1400 ºC). Como caracterização mecânica, avaliou-se a microdureza Vickers para todas as composições. A adição de LiF que apresentou os maiores valores de densificação teve seus módulos de Young e de cisalhamento, e as velocidades de ondas elásticas determinadas. Os resultados mostraram que todas as adições de LiF elevaram a microdureza do composto Al2O3–4%Nb2O5. Este fato pode estar relacionado com a densificação e fases obtidas após a sinterização. A adição de 0,5% de LiF ao composto cerâmico Al2O3-4% Nb2O5, promovendo maior densificação, quando sinterizado a 1300 ºC obteve valores de propriedades elásticas comparáveis aos obtidos por Al2O3–4%Nb2O5 sem LiF, sinterizado a 1400 ºC. Os resultados relevaram ainda uma coerente correlação entre dureza, módulo de elasticidade e densificação. Dessa forma, a adição de fluoreto de lítio ao sistema cerâmico alumina-nióbia possibilitou a redução em pelo menos 100 ºC na temperatura de sinterização, com propriedades mecânicas comparáveis.

 

In this work, for the first time, the ceramic system Al2O3-Nb2O5-LiF had its mechanical properties investigated. Different compositions were investigated for the compound (Al2 O3–4%Nb2O5)–nLiF, with n ranging from 0 to 1.50wt.%, at three different sintering temperatures (1300, 1350 and 1400 °C). As mechanical characterization, Vickers microhardness was evaluated for all compositions. The addition of LiF that presented the highest values of densification had its Young and shear moduli, and the velocity of elastic waves determined. The results showed that all additions of LiF raised the microhardness of Al2O3–4%Nb2O5 compound. This fact may be related to the densification and phases obtained after sintering. The addition of 0.5% of LiF to the Al2 O3–4%Nb2O5 ceramic compound, which promoted the highest densification, obtained values of elastic properties when sintered at 1300 ºC comparable to those obtained by Al2 O3–4%Nb2O5 without LiF, sintered at 1400 ºC. The results also showed a consistent correlation between hardness, modulus of elasticity and densification. In this way, the addition of lithium fluoride to the alumina-niobium ceramic system allowed the reduction of at least 100ºC in the sintering temperature, with comparable mechanical properties.

Palavras-chave

Al2O3, LiF, Propriedades Mecânicas, Dureza.

Al2O3, LiF, Mechanical Properties, Hardness