Cerâmicas Covalentes.

Apresentação em tema: "Cerâmicas Covalentes."— Transcrição da apresentação:

1 Cerâmicas Covalentes

2 Cerâmicas Iônicas  Covalentes

3 Principais Características
Fontes Ligações covalentes Arranjos espaciais partículas

4 Cerâmicas covalentes Carbeto de Silício (SiC)
Nitreto de Silício (Si3N4) Sialon

5  Carbeto de Silício

6 88% caráter covalente Material sintético Processo Acheson SiO2 + 3C  SiC + 2CO Politipismo -SiC / -SiC

7 HPSiCAl2O3Y2O3 HPSiCAl2O3Y2O3

8 Propriedades do SiC comercial
Showa Denko K.K. Ibiden Co. Ltda Polimorfismo   Teor de SiC (%) 97 > 98% Tamanho dePartícula Médio (m) Acumulado < 1 m Máximo (m) 0,4 0,27 > 90% em peso 96% em peso 2,0 Densidade real (g/cm3) 3,2 Área superficial específica (m2/g) 14 17,5

9 Metodologia de Densificação: Sinterização sem pressão (SSiC)
Infiltração do SiC (SiSiC) Prensagem a quente (HPSiC) 

10 Sinterização sem pressão (SSiC)
Aditivos Temperatura  1800°C Materiais com boa resistência mecânica Alta densificação (99% d.t.) 

11 Infltração do SiC Alta % de Si residual Temperatura  1300°C Resistência mecânica inferior Alta densificação (98% d.t.) 

12 Pressão a quente -SiC, 20MPa, 2040°C -SiC, 50MPa, 1650°C Resistência mecânica inferior Alta densificação (> 99% d.t.) 

13 Fabricação de SiC e propriedades
Sinteriza-ção Reativa Sinteriza-ção s/ pressão Prensa-gem a quente Densidade (g/cm3) 3,1 3,2 Módulo de Young (GN/m2) 390 410 440 Coeficiente de expanção térmica (10-6/°C) 4 4,5 3,7 Condutividade térmica (W/cm.K) 1,7 0,7 2,7

14 Nitreto de Silício 

15 Material sintético Desenvolvido na década de 60/70 Dissocia-se em temperaturas  1870C Produzido pela sinterização reativa 3Si (s) + 2N2 (g)  Si3N4 (s) – 723,8kj/mol -Si3N4/-Si3N4 

16 Metodologia de densificação
Nitretação do pó de Si compactado (RBSN) Prensagem a quente (HPSN) Sinterização reativa (SRBSN) 

17 Nitretação do pó de Si Si 99% puro, 1-10m Nitretação a) após sinterização e usinagem b) pré-nitretação, usinagem e nitretação Baixa resistência mecânica Bom para peças com rígido controle de medidas

18 Prensagem a quente Matriz de grafite C Boa resistência mecânica Alta densificação (99%d.t.)

19 Sinterização reativa Aditivos C MgO - 98% d.t. / Y2O3 -  99% d.t. Baixa contração linear Peças com geometria complexa

20 Sialon

21 -Si3N4+ Al + O2 Novos materiais Si3N4+ AlN + Al2O3
Si6.xAlxOxN8-x (-Sialon) > Teor de oxigênio > o caráter iônico

22 Boa resistência à oxidação
< coeficiente de dilatação térmica Alta dureza > resistência à fluência

23 Propriedades das cerâmicas de engenharia
SiC (HotPressed) Si3N4 (HotPressd) Sialon (Sinterizado) Densidade (g/cm3) 3,21 3,18 3,0 Porosidade (%) Modulo Young (GPa) 440 310 331 Choque Térmico (R) Resist. Oxidação (mg/cm3) 1,5 < 0,1 - Ponto de Fusão (°C) 2700* 1900* Temperatura Máx. de Trabalho (°C) 1650 1500 ( * ) Temperatura de decomposição

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