A porosidade da cerâmica sinterizada é influenciada por vários factores.
Estes factores incluem a porosidade inicial do compacto verde, a temperatura de sinterização, a duração e a aplicação de pressão.
Geralmente, o objetivo da sinterização é reduzir a porosidade.
Isto aumenta a resistência, a translucidez, a condutividade térmica e a condutividade eléctrica do material.
No entanto, em aplicações específicas, a porosidade pode ser preservada para obter determinadas propriedades mecânicas.
4 Factores-chave que influenciam a porosidade da cerâmica sinterizada
1. Porosidade inicial e condições de sinterização
A porosidade inicial do compacto verde afecta significativamente a porosidade final da cerâmica sinterizada.
Se o compacto verde tiver uma porosidade inicial elevada, é normalmente necessário mais tempo e temperaturas mais elevadas para obter uma porosidade baixa no produto final.
Isto é particularmente verdade para as cerâmicas de óxidos puros, onde a difusão de partículas ocorre no estado sólido, necessitando de tempos de sinterização mais longos e temperaturas mais elevadas.
2. Efeito da temperatura e do tempo
Durante a sinterização, a aplicação de calor faz com que as partículas cerâmicas se unam, reduzindo a porosidade global.
A transformação da zircónia de um estado cristalino monoclínico para um estado cristalino politetragonal a temperaturas de cerca de 1.100°C a 1.200°C é um exemplo notável de como a sinterização pode aumentar drasticamente a densidade das partículas e reduzir a porosidade.
O processo também conduz a um aumento significativo da resistência e da translucidez.
3. Papel da pressão
A aplicação de pressão durante a sinterização pode reduzir significativamente o tempo de sinterização e a porosidade final.
A pressão ajuda na consolidação das partículas cerâmicas, facilitando um processo de densificação mais rápido e eficaz.
Este método é particularmente útil para obter níveis de porosidade muito baixos num período de tempo mais curto.
4. Preservação da porosidade
Nalguns casos, a porosidade dos materiais cerâmicos sinterizados é intencionalmente preservada para obter propriedades mecânicas ou funcionais específicas.
Isto requer um controlo cuidadoso do processo de sinterização para equilibrar os efeitos de densificação da sinterização com a necessidade de manter determinados níveis de porosidade.
Técnicas e equipamento
São utilizadas várias técnicas e equipamentos no processo de sinterização, incluindo fornos de túnel e fornos periódicos.
Estes fornos são concebidos para gerir as fases de aquecimento e arrefecimento da sinterização de acordo com procedimentos específicos, assegurando condições óptimas para reduzir a porosidade e melhorar outras propriedades do material.
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