Tenacidade à fratura de cerâmicas de carbeto de silício, alumina e argila vermelha pelos métodos IF e SEVNB

Abstract

INTRODUÇÃOA tenacidade à fratura, K IC , é uma das mais importantes propriedades dos materiais cerâmicos. Ela mede a capacidade de um material resistir à propagação de uma trinca em uma peça pré-trincada [1,2]. Entretanto, a medida dessa propriedade é ainda motivo de discussões e controvérsias, existindo vários métodos, uns padronizados e outros não, além de diversas equações para seu cálculo. Os principais métodos para a determinação da tenacidade à fratura, com suas respectivas peculiaridades são encontrados facilmente na literatura [1,[3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13].Apesar das controvérsias, o método da indentação e posterior medida da trinca, IF (Indentation Fracture), é muito utilizado para cerâmicas densas, não porosas, porém para cerâmicas porosas esse método é completamente inútil, pois não tem como verificar e medir a trinca propagada devido à sua intersecção com os poros. Além disso, utiliza outras propriedades na composição dos cálculos que, se não forem muito bem determinadas, aumentam o erro no valor final, um exemplo é o módulo de elasticidade [3,4,6,13].O método da quebra por flexão de barras entalhadas em "V", SEVNB (do inglês Single Edge V-Notched Beam) parece ser um método mais viável para cerâmicas densas e porosas apesar de ainda não ser tão divulgado, principalmente no Brasil [2,4,5,8,[10][11][12][13]. Para as cerâmicas avançadas existe uma norma que estabelece todas as diretrizes para esse método [11]. Segundo a literatura, o método SEVNB tem sido Tenacidade à fratura de cerâmicas de carbeto de silício, alumina e argila vermelha pelos métodos IF e SEVNB (Fracture toughness of silicon carbide, alumina and red clay based ceramics by IF and SEVNB methods)Resumo A tenacidade à fratura, K IC , é uma importante propriedade dos materiais cerâmicos, pois ela mede a resistência ao início da propagação de trinca. O problema é selecionar o método adequado para determinar K IC , já que existem vários, cada um com suas particularidades. Por comodidade, escolhe-se o método da indentação, IF, que apresenta certos inconvenientes, principalmente para cerâmicas porosas, Sendo o método mais adequado, o SEVNB. Nesse trabalho são mostrados resultados de K IC para três materiais: carbeto de silício (SiC), alumina (Al 2 O 3 ) e um a base de argila, uma telha cerâmica. Os resultados mostraram que os valores de K IC são maiores quando é utilizado o método IF, sendo que quanto mais porosa é a cerâmica mais difícil é a aplicação desse método, e que o método SEVNB, pode ser aplicado com êxito. Os resultados de K IC , medidos pelo método SEVNB são 3,8 MPa.m 1/2 , 2,5 MPa.m 1/2 e 0,4 MPa.m 1/2 para SiC, Al 2 O 3 e telha, respectivamente. Palavras-chave: cerâmicas, entalhe, tenacidade à fratura, IF, SEVNB. AbstractFracture toughness, K IC , which measures the resistance to crack propagation initiation of a pre-cracked body, is one of the most important properties of ceramic materials. The main problem is to select the most appropriate method to determine this property, since there are several ones, each of them with...