Título

SiAlONs, E SUA INTEGRIDADE EM TEMPERATURAS ELEVADAS

SiAlONs AND THEIR HIGH TEMPERATURE INTEGRITY

Autoria

Santos, Claudinei dos; Strecker, Kurt; Ribeiro, Sebastião; Silva, Olivério Moreira de Macedo e; Silva, Cosme Roberto Moreira da

DOI

10.5151/2594-5327-0071

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Resumo

O objetivo desse trabalho é caracterizar cerâmicas estruturais sintéticas à base de SiAlON. SiAlON é uma cerâmica derivada do nitreto de silício, Si3N4, que apresenta excelentes propriedades mecânicas em temperaturas elevadas, o que o potencializa a ser utilizado em condições severas de temperatura e tensão. Corpos- de-prova cerâmicos foram desenvolvidos seguindo a rota de processamento de materiais cerâmicos convencional (mistura, moagem, compactação e sinterização). Para a sinterização utilizou-se o processo de prensagem à quente, em temperaturas de 1750 0C, sob pressão uniaxial de 20 MPa, durante 30 minutos. As amostras cerâmicas foram caracterizadas por sua densidade relativa, fases cristalinas e aspectos microestruturais. Corpos-de-prova foram preparados e submetidos a ensaios de dureza, tenacidade à fratura, oxidação e ensaios de fluência. Os resultados indicaram que o material apresenta dureza próxima de 20 GPa, com tenacidade á fratura de 58 MPa.m. Os materiais apresentaram elevada resistência á oxidação e a fluência em temperaturas de até 13000C. A associação dessas propriedades permite vislumbrar um grande campo de aplicações para esse material, tornando-o um substituto natural a outros materiais, em componentes que trabalhem em elevadas temperaturas e sob esforços mecânicos consideráveis.

 

The objective of this work is to characterize sintetic, structural ceramic materials, base don SiAlONs . SiAlONs are ceramic materials derived from silicon nitride, Si3N4, which presents excellent high-temperature mechanical properties, which enables possible applications under severe conditions of temperature and stresses. Specimen were produced by the conventional processing route of ceramics, i.e., by powder batching, milling, compaction and sintering. Samples were sintered by hot- pressing at 17500C, under an uniaxial pressure of 20 MPa, for 30 min. The specimen were characterized by their relative density, phase composition and microstructure. Samples were prepared and submitted for hardness tests, fracture toughness, oxidation and creep testing. The results obtained indicate a hardness of approximately 20 GPa, and a fracture toughness of 5 MPa.m. The Materials exhibit high oxidation resistance and creep resistance in temperatures up to 13000C. These combined properties permits to imagine a wide area of possible applications for this material, substituting other materials in components which work at high temperatures and under considerable mechanical stresses.

Palavras-chave

Materiais cerâmicos; SiAlONs; Propriedades mecânicas.

Ceramics; SiAlONs; Properties.