Instrumentação e automação de forno tubular adaptado à técnica flash sintering

• Processo: 19/03786-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 01 de fevereiro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Eliria Maria de Jesus Agnolon Pallone
• Beneficiário: João Vitor Campos
• Supervisor: Rishi Raj
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: 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): Materiais nanoestruturados Materiais cerâmicos Sinterização Campo elétrico Alta temperatura Zircônia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Materiais Nanométricos | Sinterização | sinterização assistida por campo elétrico | zirconia | 3Ysz | 3Y-Tzp | Sinterização de materiais cerâmicos

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 937ºC 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. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

YOON, BOLA; AVILA, VIVIANA; LAVAGNINI, ISABELA R.; CAMPOS, JOAO V.; JESUS, LILIAN M.. Reactive Flash Sintering of Ceramics: A Review. ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, v. N/A, p. 19-pg., 2022-09-14. (18/19370-6, 19/03786-1, 21/06509-9)

LAVAGNINI, ISABELA REIS; CAMPOS, JOAO VITOR; STORION, ANA GABRIELA; LOBO, ANDERSON OLIVEIRA; RAJ, RISHI; DE JESUS AGNOLON PALLONE, ELIRIA MARIA. Influence of flash sintering on phase transformation and conductivity of hydroxyapatite. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 47, n. 7, A, p. 9125-9131, APR 1 2021. (18/04331-5, 18/11143-0, 19/03786-1)

V. CAMPOS, JOAO; LAVAGNINI, ISABELA R.; AVILA, VIVIANA; YOON, BOLA; GHOSE, SANJIT; RAJ, RISHI; PALLONE, ELIRIA M. J. A.; JESUS, LILIAN M.. On the Arrhenius-like behavior of conductivity during flash sintering of 3 mol% yttria stabilized zirconia ceramics. SCRIPTA MATERIALIA, v. 203, OCT 2021. (18/04331-5, 19/03786-1, 19/14677-9)