A sinterização por micro-ondas é um processo utilizado para preparar várias categorias de materiais, concentrando-se principalmente em cerâmicas e metais.
O processo utiliza a perda dieléctrica dos materiais em campos electromagnéticos de micro-ondas para conseguir a sinterização e a densificação.
Que categoria de materiais são preparados por sinterização por micro-ondas? (3 categorias principais explicadas)
1. Cerâmica
A sinterização por micro-ondas é amplamente utilizada para sinterizar cerâmicas de alta qualidade, tais como óxido de lítio-cobalto, nitreto de silício, carboneto de silício, óxido de alumínio, nitreto de alumínio, óxido de zircónio e hidróxido de magnésio.
Estes materiais são cruciais para a produção de dispositivos cerâmicos electrónicos como as cerâmicas piezoeléctricas PZT e os varistores.
A tecnologia permite a sinterização rápida e a baixa temperatura, melhorando significativamente as propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos.
Também permite a preparação de materiais cerâmicos de nível submicrónico ou mesmo micrónico, oferecendo uma nova forma de melhorar a eficiência e a qualidade da produção de cerâmica.
2. Metais
Tradicionalmente, a sinterização por micro-ondas era aplicada a cerâmicas de óxidos e semi-metais como carbonetos e nitretos.
No entanto, a investigação recente alargou a sua aplicação a praticamente todos os metais, ligas e intermetálicos em forma de pó.
Os exemplos incluem o ferro e o aço, o cobre, o alumínio, o níquel, o molibdénio, o cobalto, o tungsténio, o carboneto de tungsténio e o estanho.
Estes materiais podem acoplar e aquecer eficazmente num campo de micro-ondas, produzindo corpos altamente sinterizados com propriedades mecânicas melhoradas.
Por exemplo, composições comerciais de aço como Fe-Ni-C e Fe-Cu-C foram sinterizadas com sucesso utilizando a tecnologia de micro-ondas, mostrando melhorias significativas nas propriedades mecânicas, como o módulo de rutura (MOR) e a dureza, em comparação com os métodos convencionais.
3. Vantagens e limitações
A sinterização por micro-ondas oferece vantagens como a elevada eficiência, a poupança de energia e a capacidade de manter tamanhos de grão finos em materiais como as biocerâmicas.
Aquece todo o material de forma homogénea com um pequeno gradiente de temperatura interno, conduzindo a velocidades de aquecimento e sinterização rápidas.
No entanto, a técnica tem limitações, incluindo a necessidade de materiais com tamanhos de partículas semelhantes às profundidades de penetração das micro-ondas e desafios no aumento da escala do processo devido à sua natureza tipicamente de um compacto de cada vez.
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