Fabricação de compósitos com matriz de alumina reforçada com whiskers de mulita.

Abstract

Neste trabalho foram fabricados compósitos cerâmicos utilizando alumina como matriz e whiskers de mulita como reforço. As composições de whiskers foram 10, 20, 30 e 40% em peso. Os whiskers de mulita utilizados como matérias-primas foram obtidos através do tratamento térmico do mineral topázio incolor no Laboratório de Tratamento Térmico de Materiais do ICEB/UFOP. A alumina de elevada pureza foi fornecida pela empresa Alfa Apesar. As matérias primas, após serem pesadas, foram submetidas a um processo de mistura, suspensas em isopropanol e auxiliadas por um ultra-som. Depois de misturadas, as matérias primas foram conformadas uniaxialmente em uma prensa de matriz flutuante e sua densidade verde medida pelo método geométrico. Em seguida, as amostras passaram por um processo de sinterização à 1700ºC, por 4h em ar, num forno tubular com resistência de dissiliceto de molibdênio (MoSi2). A determinação das densidades dos corpos resultantes foi realizada pelo método de Arquimedes. A observação das fases presentes nos produtos foi realizada por difração de raios X. As características microestruturais das superfícies de fratura e das superfícies polidas dos produtos foram analisadas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). O efeito do teor de whiskers de mulita sobre o comportamento mecânico do compósito foi medido através da determinação de tenacidade à fratura, utilizando-se resultados de dureza Vickers e comprimento crítico da trinca. Para valores crescentes de whiskers de mulita houve redução na densidade dos compósitos e dureza Vickers. A tenacidade à fratura alcançou seu valor máximo nos compósitos com 20% em peso de whiskers de mulita, medidos em 3,02 MPa m . Compósitos com 10 e 30% em peso de whiskers de mulita os valores de tenacidade foram praticamente iguais, para concentrações de whiskers acima de 40% em peso não se observa nenhuma melhoria na tenacidade à fratura.