Cerâmica (Jun 2005)
Estudo da sinterização da zircônia dopada com óxidos de terras raras a 5 GPa de pressão Sintering of rare earth-doped zirconia under 5 GPa pressure
Abstract
A zircônia (ZrO2) tem mostrado grande destaque entre as cerâmicas avançadas, atraindo muito o interesse de pesquisadores em seus vários campos de atuação. A zircônia apresenta elevada resistência quando na fase tetragonal, mas a fase estável a temperatura ambiente é a monoclínica, sendo necessário o uso de estabilizantes para a fase tetragonal. Neste trabalho propomos a sinterização rápida da zircônia parcialmente estabilizada com óxidos de terras raras (ZrO2-OTR), mediante o emprego da alta pressão de 5 GPa. As condições de sinterização realizadas neste trabalho são inovadoras, haja visto que utilizou-se de tecnologia alternativa para processar a ZrO2-OTR, chamada de altas temperaturas e altas pressões (HPHT). Foi utilizada uma pressão de 5 GPa, temperaturas de 1100, 1200 e 1300 ºC nos tempos de 2 e 5 min. O melhor resultado foi obtido nas amostras sinterizadas a 5 GPa/1300 ºC/5 min, onde apresentaram microdureza média de 488,73 kgf/mm², para uma tenacidade à fratura de 5,33 MPa.m½, as quais apresentaram densidade da ordem de 97,88% da teórica, e 88% em volume de fase tetragonal retida à temperatura ambiente.Zirconia (ZrO2) has shown great projection among the advanced ceramics, attracting the interest of researchers in its various fields of application. Tetragonal zirconia presents high mechanical strength, but the room temperature stable phase is the monoclinic, being necessary the use of stabilizers for obtaining the tetragonal phase. In this work the rapid sintering of zirconia partially stabilized with rare earth oxides (ZrO2-OTR), via 5 GPa high pressure is proposed. The sintering conditions employed in this work are innovative, due to the use of an alternative technology to process ZrO2-OTR, so called high temperature - high pressure (HPHT). A pressure of 5 GPa and temperatures of 1100, 1200 and 1300 ºC for times of 2 and 5 min were used. The best results were obtained for samples sintered at 5 GPa at 1300 ºC/5 min., where a micro-hardness of 488,73 kgf/mm², a fracture toughness of 5,33 MPa.m½, a density of 97,88%, and a 88vol.% of tetragonal phase retained at room temperature were achieved.
Keywords
