Cerâmica (Mar 2000)
Uso da técnica de dilatometria no estudo do efeito de diferentes aditivos na sinterização de Si3N4 Use of dilatometry to study the effect of different additives on the sintering of Si3N4
Abstract
Nos últimos anos vem sendo testados óxidos de terras raras pesadas como aditivos de sinterização, via fase líquida, do nitreto de silício (Si3N4). Este trabalho visou o estudo do comportamento da sinterização do Si3N4 aditivado com um concentrado de óxidos de ítrio e terras raras pesadas e sílica, nas quantidades de 14 e 21%. Os resultados obtidos foram comparados com os apresentados quando do uso de óxido de ítrio e sílica, amplamente conhecidos como aditivos de sinterização de cerâmicas covalentes. Foi comparada também a influência da forma em que os aditivos foram usados, óxidos e dissilicatos. As experiências foram realizadas num dilatômetro e os resultados da sinterização são dados em termos de retração linear e velocidade de retração. Verificou-se que as amostras com maior quantidade de aditivos apresentaram maiores retrações, bem como velocidades de retração superiores. Para as amostras aditivadas com 14 e 21% de Y2O3/SiO2, os resultados foram de 13,1 e 15,5%, respectivamente, e para as aditivadas com concentrado/SiO2, 13,7 e 15,7%, respectivamente. Além disso, maiores retrações e razão de retração foram observadas para amostras com dissilicatos como aditivos, em comparação às amostras com a correspondente mistura de óxidos. Em todos os casos, as amostras aditivadas com o concentrado/SiO2, apresentaram retrações e velocidades de retração superiores às apresentadas pelas aditivadas com Y2O3/SiO2, mostrando ser mais eficiente como aditivo de sinterização do Si3N4.In recent years heavy rare earth oxides have been investigated as sinter additives in the liquid phase sintering of silicon nitride, Si3N4. This work reports on comparative sintering experiments of Si3N4 with yttria/silica and rare earth oxide concentrate/silica additions. The additive contents used were 14 and 21 vol%. The influence of pure oxide additions was compared to that of pre-reacted disilicates. The experiments were conducted using high temperature dilatometry and the results are presented in terms of the linear shrinkage and the rate of shrinkage. It was verified that the samples with higher additive content showed higher shrinkage as well as higher shrinkage rates. For samples doped with 14 and 21% of Y2O3/SiO2 additives, the shrinkage was 13,1 and 15,5% respectively and for samples doped with the same amounts of rare earth oxide concentrate/SiO2, 13,7 and 15,7% respectively. Furthermore, higher shrinkages and shrinkage rates have been observed for samples with pre-reacted disilicate additions, when compared to samples with separate oxide additions. In all cases, samples with rare earth oxide concentrate as sinter additive presented higher shrinkages and shrinkage rates in comparison to the correspondent samples with Y2O3 additions.
Keywords
