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Instrumentação e automação de forno tubular adaptado à técnica flash sintering

Processo: 19/03786-1
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 01 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Eliria Maria de Jesus Agnolon Pallone
Beneficiário:João Vitor Campos
Supervisor no Exterior: Rishi Raj
Instituição-sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Colorado Boulder, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:18/04331-5 - Instrumentação e automação de forno tubular adaptado à técnica flash sintering, BP.DD
Assunto(s):Sinterização   Zircônia

Resumo

Na última década foi apresentada na literatura a técnica flash sintering (SF). Essa técnica se destacou por sinterizar materiais em poucos segundos e a temperaturas muito inferiores as convencionais, a partir da aplicação de campo elétrico durante o aquecimento das amostras. O presente trabalho visa automatizar, pela primeira vez, o controle de parâmetros SF como, por exemplo, o campo e corrente elétrica. Além disso, correlacionar as variações nos parâmetros de SF com as características físicas, mecânicas e microestruturais da zircônia tetragonal estabilizada com 3 % mol de ítria (3Y-TZP). Neste primeiro momento do trabalho, o forno tubular foi adaptado para executar a SF. Foram integrados sensores de deslocamento e temperatura, sistema eletropneumático e o sistema de aplicação de campo/corrente elétrica. Softwares foram elaborados para resposta automática do controlador lógico programável, para a interface homem máquina e também para controle via computador. A fim de se validar o funcionamento do equipamento, bem como avaliar a influência da variação dos parâmetros elétricos nas características físicas, mecânicas e microestruturais da 3Y-TZP, diversos ensaios de SF estão sendo realizados variando estes parâmetros. Neste primeiro momento do trabalho 27 condições de SF já foram avaliadas. Sinterizou-se 3Y-TZP a uma temperatura de 937 ºC com aplicação de campo de 90 V/cm e densidade de corrente de 80 mA/mm² obtendo um material com densidade aparente de 96,7 % em comparação com a densidade teórica. A partir dos resultados preliminares, concluiu-se que o forno adaptado executa corretamente a técnica de SF e a variação dos parâmetros pode variar significativamente a densidade e microestrutura do material.