Instrumentação e automação de forno tubular adaptado à técnica flash sintering

Resumo

Na última década foi apresentada na literatura a técnica flash sintering (SF). Essa técnica consiste na aplicação de campo elétrico na amostra concomitante com o aumento de temperatura do forno, durante a sinterização. Materiais com coeficiente de temperatura negativo têm sua resistência elétrica inversamente proporcional a temperatura. Sendo assim, em determinada temperatura será induzida uma corrente elétrica significativa através da amostra. Essa corrente elétrica aquece a amostra abruptamente, ocasionando a sua retração em poucos segundos, reduzindo significativamente o crescimento dos grãos, quando comparada com a sinterização convencional. Tendo isso em vista, o presente trabalho visa automatizar, pela primeira vez, o controle de parâmetros do SF durante a retração da amostra. Além disso, correlacionar as variações nos parâmetros do SF com as características físicas, mecânicas e microestruturais da zircônia tetragonal estabilizada com 3% mol de ítria (3Y-TZP). Em um primeiro momento do trabalho, o forno tubular foi adaptado e testado para executar a SF. Diversos resultados já foram obtidos a partir de diferentes configurações de SF para a 3Y-TZP, como por exemplo, sinterizou-se 3Y-TZP no forno adaptado a 950°C sob campo elétrico de 90 V/cm alcançando 97% de densificação. Nesta segunda etapa do trabalho, busca-se sinterizar 3Y-TZP sob 50 diferentes condições do SF no forno adaptado, visando estabelecer uma correlação entre os parâmetros elétricos do SF e as características físicas, mecânicas e microestruturais do material sinterizado. Além disso, serão elaborados experimentos onde será variada a densidade de corrente durante a densificação da amostra, visando o controle da microestrutura. Para isso, um software de controle que permita a variação deste parâmetro em milissegundos está sendo elaborado. Com isso, espera-se que, a partir da instrumentação e automação do processo de SF possa-se controlar com precisão a formação da microestrutura da 3Y-TZP, melhorando assim, seu desempenho mecânico. (AU)