ANÁLISE DO EFEITO DO TRATAMENTO SUPERFICIAL DE PÓS E DA ADIÇÃO DE ÓXIDO DE GRAFENO EM UM COMPÓSITO CERÂMICO À BASE DE Al2O3 SINTERIZADO POR PECS
Nome: MATHEUS RODRIGUES FURLANI
Data de publicação: 25/02/2026
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| CARLOS ALBERTO FORTULAN | Examinador Externo |
| MARCELO BERTOLETE CARNEIRO | Presidente |
| SÉRGIO FRANCISCO DOS SANTOS | Examinador Externo |
Resumo: Cerâmicas à base de alumina são amplamente utilizadas em aplicações estruturais, como, em ferramentas de corte devido à alta dureza e estabilidade química em altas temperaturas, entretanto a baixa tenacidade à fratura e a dificuldade de obtenção de
microestruturas homogêneas limitam sua aplicação. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar estratégias de processamento para melhorar a homogeneidade microestrutural e a tenacidade de compósitos Al2O3+3Y-ZrO2 (ZTA) sinterizados por corrente elétrica pulsada (PECS). O estudo foi dividido em três etapas. A Etapa 1 teve como finalidade verificar a eficiência do ácido oleico (AO) e do ultrassom (US) na homogeneidade dos pós na composição de 80%vol. Al2O3 e 20%vol. 3Y-ZrO2. A modificação superficial dos pós foi confirmada por FTIR por meio da identificação de oleatos. Os pós foram sinterizados a 1400 °C sob 50 MPa, resultando em densidades relativas entre 97,76% e 98,56%. A amostra tratada com AO apresentou o melhor desempenho, com dureza de 1740 HV10, representando ganho de 1% em relação à amostra sem modificação. A Etapa 2 teve como objetivo avaliar a homogeneidade microestrutural em compósitos ZTA com 91%vol. Al2O3 e 9%vol. 3Y-ZrO2. Após a sinterização, as amostras apresentaram densidades relativas superiores a 98%, indicando densificação completa. A rota AO+US foi selecionada para a Etapa 3 por apresentar a microestrutura mais homogênea e, em relação à referência, aumentar a tenacidade à fratura (KIC) de 3,22 para 3,43 MPa.m1/2, apesar da redução da dureza de 1750 para 1701 HV10. A Etapa 3 teve como objetivo avaliar o efeito da adição de óxido de grafeno reduzido (rGO), em teores entre 0,10% e 1,00%vol., nas propriedades dos cerâmicos. O rGO foi caracterizado por espectroscopia Raman com razão ID/IG de 0,93 como recebido e 1,01 após desaglomeração, mantendo-se em 1,00 após a sinterização por PECS, indicando que o processo de sinterização não degradou a estrutura do grafeno. As amostras apresentaram densificação completa. A dureza atingiu 1779 HV10 para a amostra
0,50% rGO, enquanto o KIC alcançou 4,18 MPa.m1/2 para a amostra 1,00% rGO. Dessa forma, os resultados indicam que a modificação superficial e a adição de rGO melhoram a densificação, a dureza e a tenacidade de compósitos ZTA sinterizados
por PECS.
Palavras-chave: ZTA; rGO; modificação superficial; PECS; dureza; tenacidade à fratura.
