A temperatura de sinterização afecta significativamente a dureza dos materiais, principalmente por influenciar o processo de densificação e a transformação das estruturas cristalinas. As temperaturas de sinterização mais elevadas conduzem geralmente a um aumento da dureza devido a uma melhor ligação das partículas e à redução da porosidade.
Densificação e ligação de partículas:
Durante a sinterização, a temperatura desempenha um papel crucial no movimento dos átomos, que se difundem através dos limites das partículas, fundindo-as. Este processo, conhecido como densificação, resulta numa redução da porosidade e num aumento da densidade do material. À medida que a temperatura de sinterização aumenta, a taxa de difusão atómica acelera, facilitando uma ligação mais eficaz das partículas e conduzindo a um material mais denso e duro. Por exemplo, na sinterização da zircónia, à medida que a temperatura aumenta para 1.100°C a 1.200°C, o material transforma-se de um estado cristalino monoclínico para um estado cristalino politetragonal, aumentando significativamente a sua dureza e resistência.Transformação de estruturas cristalinas:
A temperatura de sinterização também afecta a transformação da estrutura cristalina do material, o que tem um impacto direto nas suas propriedades mecânicas. Por exemplo, a transição da zircónia da estrutura monoclínica para a estrutura politetragonal a temperaturas mais elevadas aumenta a sua dureza e resistência. Do mesmo modo, no nitreto de silício, a transformação de α-SI3N4 em β-SI3N4 é influenciada pelo processo de sinterização, afectando a dureza. À medida que o tempo e a temperatura de sinterização são optimizados, a dureza do material pode ser maximizada, como se pode ver na comparação dos processos de sinterização de uma e duas etapas, em que o último atinge uma dureza mais elevada devido a um melhor controlo das condições de sinterização.
Impacto das condições de sinterização:
