Estudo do uso de óxidos submicrométricos para barrar o crescimento de grão da alumina

O trabalho realizado busca aprimorar as propriedades mecânicas de peças de cerâmicas avançadas feitas de alumina através do acréscimo de óxido de magnésio nanométrico, que tem por objetivo reduzir o crescimento dos grãos de alumina na etapa de sinterização da peça. O estudo foi realizado dentro da empresa Jomon Cerâmicas Avançadas, incubada na Incubadora Tecnológica Hestia da UFRGS, e no Laboratório de Altas Pressões e Materiais Avançados. O processo de conformação das peças utilizado nesse trabalho foi o de colagem de barbotina, que consiste no uso de uma suspensão aquosa contendo os pós cerâmicos (barbotina), que é vertida em um molde poroso (normalmente feito de gesso), que absorve a água por ação capilar, formando, assim, uma peça sólida. Após a colagem, as peças foram submetidas a um processo de pré-sinterização a 1000°C para retirada através dos processos de pirólise e vaporização, de ligantes poliméricos utilizados para a conformação da peça na fase de colagem. Depois, as peças enfrentaram uma sinterização a 1600°C para que as partículas pudessem se ligar de forma a dar resistência a peça cerâmica produzida. É nessa fase do processo, quando a porosidade da peça é reduzida e ela adquire as propriedades de um material cerâmico, que se deseja evitar o crescimento dos grãos. Após prontas, as peças foram embutidas e polidas. Foi, então, realizada análise por microscopia eletrônica de varredura para avaliar o tamanho dos grãos. Foram feitos, também, testes de dureza e ensaios de desgaste por micro-abrasão esférica, para observar os efeitos da adição do óxido de magnésio nanométrico na resistência e na dureza das peças de alumina. Foi confirmado que a presença de grãos nanométricos de óxido de magnésio reduz o crescimento dos grãos de alumina, mas a eficiência desse procedimento na melhora das propriedades mecânicas depende fortemente da dispersão desses grãos na matriz de alumina.