A sinterização em cerâmica é um processo que envolve o aquecimento de partículas de pó cerâmico a uma temperatura elevada abaixo do seu ponto de fusão.
Este processo resulta na compactação e densificação do material.
A sinterização reduz a porosidade, aumenta a resistência e melhora outras propriedades, como a condutividade eléctrica, a transparência e a condutividade térmica.
O que é que a sinterização faz a uma cerâmica? 6 benefícios principais explicados
1. Aquecimento e densificação
Durante a sinterização, os pós cerâmicos são aquecidos a temperaturas suficientemente elevadas para iniciar a difusão atómica, mas abaixo do ponto de fusão do material.
Este aquecimento faz com que as partículas se liguem nos seus pontos de contacto, formando pescoços que crescem à medida que o processo de sinterização continua.
Esta ligação reduz a área de superfície e a energia livre de superfície, conduzindo a uma estrutura de material mais densa.
2. Redução da porosidade
O processo de sinterização é impulsionado pela redução da área de superfície e da energia livre de superfície.
À medida que as partículas se ligam, os poros existentes no material diminuem ou fecham-se completamente.
Esta redução da porosidade é crucial para melhorar as propriedades mecânicas da cerâmica, tornando-a mais durável e resistente a tensões físicas e químicas.
3. Melhoria das propriedades
A sinterização não só reduz a porosidade como também melhora várias propriedades da cerâmica.
Por exemplo, pode aumentar a resistência do material, tornando-o mais adequado para aplicações estruturais.
Pode também melhorar a condutividade eléctrica, a transparência e a condutividade térmica, dependendo dos requisitos específicos da aplicação.
4. Influência do tamanho das partículas e da pressão
A eficácia da sinterização é influenciada pelo tamanho das partículas cerâmicas e pela aplicação de pressão.
As partículas mais pequenas têm uma energia de superfície mais elevada, o que facilita uma sinterização mais eficiente.
Além disso, a aplicação de pressão pode reduzir significativamente o tempo de sinterização e a porosidade resultante, levando a um produto final mais compacto e mais forte.
5. Transformação da estrutura do material
No caso de materiais como a zircónia, a sinterização transforma a estrutura cristalina, alterando as propriedades físicas do material.
Por exemplo, a zircónia muda de uma estrutura monoclínica para uma estrutura politetragonal durante a sinterização, o que aumenta a sua densidade, resistência e translucidez.
6. Aplicações industriais
A sinterização é normalmente efectuada em fornos, sendo os fornos de túnel e os fornos periódicos os mais utilizados.
Estes fornos permitem um controlo preciso dos processos de aquecimento e arrefecimento, garantindo a obtenção das propriedades desejadas na cerâmica sinterizada.
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