A sinterização é um processo crucial na tecnologia cerâmica. Transforma os pós soltos em materiais densos, fortes e funcionais. Este processo reduz essencialmente a porosidade e melhora várias propriedades, como a resistência, a condutividade eléctrica, a transparência e a condutividade térmica.
Qual é o efeito da sinterização na cerâmica? 5 benefícios principais explicados
1. Redução da porosidade
Durante a sinterização, a difusão de átomos faz com que a interface entre as partículas de pó desapareça. Isto forma uma ligação de pescoço e, eventualmente, elimina pequenos poros.
A densificação é impulsionada pela diminuição da energia livre total devido à redução da área de superfície e da energia livre de superfície.
A substituição da interface sólido-vapor por uma interface sólido-sólido diminui o estado de energia do material.
Este processo é mais eficaz com tamanhos de partículas mais pequenos devido a alterações de energia mais elevadas associadas a raios de curvatura mais pequenos.
2. Melhoria das propriedades do material
A área de ligação associada à dimensão das partículas é crucial para propriedades como a resistência e a condutividade.
A sinterização consolida a estrutura pulverulenta do material, levando a uma redução da porosidade e a um aumento da densidade.
Esta consolidação é facilitada por temperaturas elevadas e pode ser ainda mais reforçada pela presença de uma fase líquida durante a sinterização.
Por exemplo, a zircónia transforma-se de um estado cristalino monoclínico para um estado cristalino politetragonal durante a sinterização, aumentando significativamente a sua densidade, resistência e translucidez.
3. Variáveis de controlo
As principais variáveis controladas durante a sinterização são a temperatura e o tamanho inicial do grão, uma vez que a pressão de vapor depende da temperatura.
A aplicação de pressão pode diminuir o tempo de sinterização e a porosidade resultante, embora a sinterização sem pressão também seja possível com determinadas técnicas e materiais.
4. Aplicação no fabrico de cerâmica
A sinterização é parte integrante do fabrico de objectos cerâmicos, incluindo a cerâmica.
Implica a utilização de temperaturas elevadas, frequentemente associadas a pressão ou a correntes eléctricas.
São utilizados diferentes tipos de fornos, como os fornos de túnel e os fornos periódicos, para gerir eficazmente o processo de sinterização.
Este processo não só reforça o material cerâmico, como também melhora a sua resistência a factores ambientais, como os raios UV, os riscos, as temperaturas extremas, a água e as manchas.
5. Resumo
Em resumo, a sinterização é um processo crítico na tecnologia cerâmica que transforma pós soltos em materiais densos, fortes e funcionais, reduzindo a porosidade e melhorando várias propriedades físicas.
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