Uso da técnica de dilatometria no estudo do efeito de diferentes aditivos na sinterização de 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.

Agro-Industrial Waste of Malt Bagasse: Perspectives on the Development of Eco-Friendly Ceramic Material

“…This increased water content increases the likelihood of cracks and deformations due to greater retraction of the pieces [43]. As depicted in Figure 7, the curves corresponding to the ceramics produced with 0% (reference) and 15% malt bagasse were examined to assess the transformation of phases during the sintering stages, as previously demonstrated by Ribeiro et al [44]. Both samples exhibited a decrease in the curve around 550 • C, as indicated by the exothermic peaks.…”

“…However, the peak observed for the reference sample (0% incorporation) was lower than of the 15% sample, which can be attributed to the shrinkage that occurred within the material [30]. Larger quantities of the liquid phase typically result in greater shrinkage [44].…”

A aplicação de resíduos no desenvolvimento de produtos sustentáveis na indústria cerâmica

“…Fica evidente, pela análise da Tab.1, que a indústria cerâmica possui uma versatilidade considerável e um amplo campo de estudos que abre caminho para a ressignificação da sustentabilidade no setor industrial e nos demais setores produtivos subsequentes, embora, como em todo processo de desenvolvimento e sustentabilidade, haja muito a percorrer. Absorção de água, tensão de ruptura à tração e retração linear [52] Resíduo vítreo (lâmpada fluorescente) Tijolo 7 e 12% Resistência à flexão e absorção de água [53] Lodo desidratado em filtro-prensa Tijolo 2,5% Absorção de água, resistência à compressão [54] Resíduo vítreo (vidro plano e vidro de bulbo de lâmpadas) Vitrosa 40% Dilatação térmica linear e fusibilidade [55] Resíduo de cerâmica vermelha (telha) Bloco 5% Absorção de água e resistência mecânica [56] Resíduo de celulose Bloco 20% Resistência mecânica à flexão, absorção de água [28] Resíduo de carvão mineral Bloco de vedação 2, 6 e 10% Absorção de água e resistência mecânica [57] Resíduo de pneu Bloco estrutural 13% Resistência à compressão e absorção de água [58] Resíduo de pneu Bloco intertravado 30% Absorção de água e resistência à compressão [59] Resíduo vítreo Bloco estrutural 20% Retração de queima, resistência mecânica à flexão, absorção de água e perda ao fogo [60] Resíduo de placas cerâmicas (RPC) Argamassa 20% Absorção de água, resistência à compressão e resistência à tração na flexão [61] Resíduo de vidro temperado (RVT) Argamassa 15, 30 e 45% Absorção de água, propriedades mecânicas [62] Resíduo do polimento de porcelanato (RPP) Argamassa 20% Resistência à compressão [63] Resíduo de piso e porcelanato esmaltado e azulejo Argamassa 100% Absorção de água, resistência à tração e resistência à compressão [64] Pó de retífica Argamassa 0-40% em relação à massa de MgO Resistência mecânica à compressão [65] Resíduo da produção do TiO 2 (minério não reagido) Argamassa Até 15% Reologia, absorção de água e resistência à tração [16] Resíduo de vermiculita Argamassa 10% Resistência à tração e permeabilidade ao ar [66] Cinza de carvão mineral Argamassa 30% Resistência à compressão [67] Resíduo de pilha zinco-carvão Argamassa 1% Resistência à compressão [68] Resíduo puro de MDF Produtos cerâmicos 10 e 20% Absorção de água e resistência mecânica [69] Lama de cal Porcelana 15 e 20% Resistência mecânica [70] Resíduo de caulim (RC), Resíduo de granito (RG) e resíduo de porcelanato (RP) Cerâmica de revestimento 40, 50, 60% (RC); 30, 25, 10% (RG); 30, 25, 20% (RP) Absorção de água e resistência mecânica…”

Si3N4 ceramics sintered with Y2O3/SiO2 and R2O3(ss)/SiO2: a comparative study of the processing and properties

“…A very common additive for sintering covalent ceramics is yttrium oxide (Y 2 O 3 ), which reacts with the silicon oxide (SiO 2 ) layer existing on the surface of Si 3 N 4 particles or, when intentionally added, forms a silicate melt and promotes rapid sintering to high densities 3,4,6,[8][9][10] . Other metal oxides such as MgO, Al 2 O 3 , Yb 2 O 3 , La 2 O 3 , Sc 2 O 3 , ZrO 2 have been also used as sintering additives for Si 3 N 4 densification 3,4,6,9,13,14 .…”

“…Rare earth element compounds are extensively used in many technological areas, e.g., in the preparation of high performance covalent ceramics, automotive catalysts, special alloys and components for the electronic industry. Their production in pure form is very expensive due to the extraction and purification operations [12][13][14] . A process was developed at DEMAR-FAENQUIL to produce a rare earth oxide, R 2 O 3 (ss), from the mineral Xenotime.…”