Efeito da porosidade nas propriedades mecânicas de uma alumina de elevada pureza

Abstract

ResumoUma alumina de elevada pureza dopada com MgO foi sinterizada entre 1300 e 1700 °C para preparação de corpos com diferentes porosidades. Foram determinadas a resistência à flexão em quatro pontos, a tenacidade à fratura pelo método SEVNB, a dureza Vickers, as velocidades sônicas (longitudinal e transversal) e as constantes elásticas (ν, E, G e K) pelo método do pulso-eco ultrassônico. Os resultados foram comparados com os modelos baseados em concentração de tensão (CT) e modelos baseados na área sólida mínima (ASM). A porosidade das amostras variou entre 0,8% e 35%. Em geral, as propriedades diminuíram com o aumento da porosidade, sendo que a diminuição foi menos acentuada nas velocidades sônicas e mais acentuada na dureza. O coeficiente de Poisson só diminuiu em porosidade acima de 19%. O modelo analítico (CT) que melhor se ajustou aos resultados dos módulos E e G foi o de Hashin-Rosen para configuração de poros cilíndricos alinhados transversalmente à tensão aplicada. A análise pelos modelos de ASM indicou que, até 19% de porosidade, o modelo de poros esféricos em arranjo cúbico foi predominante e, acima desta porosidade, atuou também o modelo de partículas esféricas em arranjo cúbico. Palavras-chave: alumina, propriedades mecânicas, porosidade, sinterização. Abstract A high purity alumina doped with MgO was sintered between 1300 and 1700 °C in order to prepare samples with different porosities. The following properties were determined: four-point flexural strength, fracture toughness, by SEVNB method, Vickers hardness, (transversal and longitudinal) sonic velocities, and elastic constant (ν, E, G e K), by ultrasonic pulse-echo method. The results were compared with models based on stress concentration (SC) and models based on minimum solid area (MSA

Interfaces fracas em compósitos de matriz cerâmica de alumina/alumina

“…Portanto, quando maior a porosidade menor a tenacidade à fratura. A Figura 3 apresenta um comportamento típico da tenacidade à fratura com o aumento da porosidade para a alumina [15].…”

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

“…Os materiais de porosidade aberta têm uma de suas aplicações na fabricação de filtros, já os de porosidade fechada são empregados também como materiais isolantes. Como o processamento de porcelanas é feito principalmente pela tecnologia do pó, podem ocorrer frações de poros involuntárias (indesejáveis) ou também pode-se obtê-la voluntariamente principalmente por adição de materiais orgânicos na cerâmica [3][4][5][6][7].…”

“…Densidade relativa e tamanho de grão das amostras sinterizadas entre 1300 e 1700 ºC; ρ v , densidade a verde. [7] [7] [ Figure 2: Relative density and grain size of simples sintered between 1300 and 1700 ºC; � � v , green density [7]. ]…”

“…As características mecânicas de alumina de elevada [7].] pureza sinterizadas entre 1300 ºC e 1700 ºC para preparação de amostras com diferentes porosidades foram analisadas [7].…”

“…pureza sinterizadas entre 1300 ºC e 1700 ºC para preparação de amostras com diferentes porosidades foram analisadas [7]. A densidade aumentou rapidamente entre 1300 e 1500ºC chegando ao valor máximo (99,2% da densidade teórica) em 1600 ºC e iniciando a diminuição a 1700 ºC.…”