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Campo DCValorIdioma
dc.creatorDOMINGOS, Gustavo Henrique dos Santos-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1127729166618395por
dc.contributor.advisor1MAESTRELLI, Sylma Carvalho-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0216431851054031por
dc.contributor.advisor-co1PALLONE, Eliria Maria de Jesus Agnolon-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9985104818555037por
dc.contributor.referee1ROVERI, Carolina Del-
dc.contributor.referee2GIBERTONI, Claudia-
dc.date.accessioned2023-02-01T18:34:24Z-
dc.date.issued2020-02-12-
dc.identifier.citationDOMINGOS, Gustavo Henrique dos Santos. Avaliação física, mecânica e microestrutural de beta titanato de alumínio sinterizado por técnica convencional e por two-steps sintering. 2020. 148 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2020.por
dc.identifier.urihttps://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2182-
dc.description.resumoOs materiais cerâmicos apresentam diversas propriedades interessantes - o que gera uma grande aplicabilidade nos mais variados segmentos industriais. Dentre eles, destaca-se o setor de refratários, em que materiais com propriedades especificas são muito utilizados, como é o caso da tialita (β-Al2TiO5), que possui excelente resistência ao choque térmico, elevado ponto de fusão, baixa condutividade térmica e elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica e baixa molhabilidade por metais não-ferrosos fundidos. No entanto, existem dois problemas relacionados a esse material: a decomposição eutetóide em seus óxidos precursores, alumina (Al2O3) e titânia (TiO2), durante o resfriamento após a sinterização na faixa de temperatura entre 750 e 1300ºC e a formação de trincas em sua matriz, também durante o resfriamento, para microestruturas com tamanhos de grãos superiores a 2 mícrons, o que faz com que apresente baixa resistência mecânica. Esse trabalho propôs a obtenção da tialita, em escala nanométrica, a partir de seus óxidos precursores oriundos de moagem de alta energia (MAE) durante 0, 1, 2, 3 e 4 horas, investigando-se três diferentes proporções molares, sendo 55:35, 45:45 e 35:55 a relação alumina:titânia respectivamente, sempre mantendo 10% em mol de MgO. Após a obtenção dos pós em escala nanométrica, pastilhas foram conformadas por meio de prensagem uniaxial, com 129,83 e submetidas à sinterização convencional com patamar de 1550ºC por 2 horas. O mesmo processo de conformação foi aplicado para outra alíquota do pó, oriundo do período de 2 horas de moagem. Essas pastilhas, por sua vez, foram submetidas à sinterização em duas etapas (two-steps sintering) por duas diferentes rotas: a primeira utilizando os patamares de 1450ºC durante 5 min e 1220ºC durante 4 horas; a segunda com os patamares de 1220ºC durante 2 horas e 1450ºC durante 2 horas. Após sua obtenção, os corpos cerâmicos foram caracterizados por DRX, obtendo-se, com êxito, a tialita para todas as composições e rotas de sinterização adotadas. Medidas das propriedades físicas (porosidade e densidade aparente, retração linear diametral), ensaios de compressão diametral e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas. A partir das análises envolvendo as propriedades e microestruturas obtidas pelas diferentes rotas de processamento, constatou-se que os melhores resultados foram obtidos para a composição com excesso de alumina, destacando-se, ainda, o caso em que foi realizada a sinterização por two-steps sintering, principalmente o primeiro grupo de patamares, para o qual foi possível obter uma alta densidade, baixa porosidade, elevada resistência mecânica (tensão de ruptura de 11,87 MPa e módulo de elasticidade de 0,37 GPa) e microestrutura mais refinada (tamanhos de grãos com média de 2 a 8 mícrons). A composição com excesso de titânia mostrou-se muito inferior às demais composições, apresentando menores resistência mecânica e densidade e elevada porosidade, além de um maior crescimento de grãos e presença acentuada de microtrincas. A técnica de moagem de alta energia aliada à two-steps sintering apresentou resultados muito promissores e interessantes, o que gera uma ampla área de interesse tecnológico a ser ainda mais explorada.por
dc.description.abstractCeramic materials possess several interesting properties that have great applicability in the most various industrial segments. Among them, the refractory sector stands out, which materials with specific properties are widely used. This is the case of Tialite (β-Al2TiO5), whose special characteristics are excellent thermal shock resistance, high melting point, low thermal and electrical conductivity, low coefficient of thermal expansion and low wettability with non-ferrous molten metals. However, there are two problems related to this material during its refrigeration: the eutectoid decomposition in its precursor oxides, Alumina (Al2O3) and Titania (TiO2), after sintering in the temperature range between 750ºC and 1300ºC; and the crack formation in its matrix, occasioning in microstructures with grain size greater than 2 microns, which would cause low mechanical resistance of the material. Therefore, this work proposed to obtain Tialite on a nanometric scale from its precursor oxides from high energy grinding (MAE) for 0, 1, 2, 3 and 4 hours, investigating three different molar proportions - 55:35, 45:45 and 35:55 - ​​Of Alumina and Titania respectively, and a 10% mol of MgO. After obtaining the nanometric scale powders, tablets were formed by uniaxial pressing, with 129,83 , and subjected to conventional sintering at a level of 1550ºC for 2 hours. Then, the same conformation process was applied to another aliquot of the powder, coming from a 2-hour milling period. These tablets were submitted to two-steps sintering by two different routes: the first one using the levels of 1450ºC for 5 minutes and 1220ºC for 4 hours; the second one at 1220ºC for 2 hours and 1450ºC for 2 hours. After being obtained, the ceramic bodies were characterized by XRD, where Tialite was successfully produced for all adopted formulations and sintering routes. Physical properties measurements (apparent porosity and apparent density, diametrical linear shrinkage), diametrical compression tests and scanning electron microscopy (SEM). From the analyses of the properties and microstructures gotten by the different processing routes, it was noted that the best results were achieved for the composition with excess Alumina. It is worth highlighting the case where sintering was performed by Two-Steps Sintering, mainly between the first group of levels, that resulted in a product with high density, low porosity, high mechanical resistance (breaking strain of 11,87MPa and elastic modulus of 0,370GPa) and more refined microstructure (grain sizes with an average of 2 to 8 microns). The composition with excess Titania was found to be worse than the others, displaying a low mechanical resistance, low density, high porosity, greater grain growth and greater amount of microcracks. The high-energy grinding technique combined with two-steps sintering presented very promising and interesting results, which generates a wide area of ​​technological interest to be further explored.eng
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dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Alfenaspor
dc.publisher.departmentInstituto de Ciência e Tecnologiapor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUNIFAL-MGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/-
dc.subjectAlumina.por
dc.subjectSinterização.por
dc.subjectMicroscopia eletronica de varredura.por
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.titleAvaliação física, mecânica e microestrutural de beta titanato de alumínio sinterizado por técnica convencional e por two-steps sinteringpor
dc.title.alternativePhysical, mechanical and microstructural evaluation of beta aluminum titanate sintered by conventional technique and two-steps sinteringeng
dc.typeDissertaçãopor
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