Dispersão de nanopartículas de ZrO2 visando produção de nanocompósitos de ZrO2 em matriz de Al2O3

Abstract

Sistemas de materiais nanoestruturados são mais comumente definidos como aqueles que contêm pelo menos uma característica microestrutural com dimensões nanométricas (até 150 nm). O interesse em nanocompósitos de matriz cerâmica está associado à melhoria nas propriedades mecânicas e ao desgaste. Dispersões de pequenas quantidades de inclusões de zircônia nanométrica em corpo cerâmico de matriz de alumina, propiciam pelo menos um efeito benéfico: inibir o crescimento de grãos durante a sinterização. Um problema enfrentado para essa dispersão é decorrente da tendência das partículas nanométricas formarem aglomerados. Neste trabalho foram utilizados dois procedimentos distintos de dispersão da zircônia na matriz de alumina. A zircônia foi adicionada nas proporções volumétricas de 1%, 3% e 5%. Amostras foram conformadas por prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática. Após sinterização, foi determinada a densidade aparente e realizada a caracterização microestrutural das amostras. Os resultados mostram significativa diferença na dispersão das nanopartículas de ZrO2 resultante dos dois procedimentos empregados, sendo que a melhor dispersão aumenta o efeito de refino na microestrutura e permite a obtenção de maior densificação pelo processo de sinterização sem aplicação de pressão.

Mechanisms of Microstructure Control in Conventional Sintering

“…The Spark Plasma Sintering (SPS) could be used to obtain samples with densities close to theoretical density with very homogeneous microstructure and grain size similar to the initial particle size of powder with at 1300 ºC sintering temperature. Pierri et al (Pierri et al, 2005) observed that the presence of small amounts of zirconia (1 vol%) was sufficient to cause an grain growth inhibition of alumina, allowing the sintering process without application of pressure that results in higher final densities and increased mechanical strength and wear resistance.…”

Biocerâmicas porosas de alumina e de alumina-zircônia recobertas com fosfatos de cálcio para implantes ósseos

“…Os recentes avanços em materiais nanoestruturados para aplicações médicas foram alcançados a partir de alguns fatores (NARAYAN et al, 2004): (PIERRI et al, 2005;FONSECA, 2007;PIERRI, 2008). Além disso, implantes porosos devem exibir fenestrações interconectadas, dessa maneira, tanto a presença de poros abertos como de canais interconectados entre os poros devem apresentar tamanho suficiente para permitir a infiltração de células responsáveis pela formação da matriz tecidual no interior dos poros (HULBERT et al, 1970;ITALA et al, 2001;KUJALA et al, 2003 hidroximetilacrilamida, metacrilamida e metilo-bis-acrilamida, são adequados à produção de espumas cerâmicas e viabilizam do uso de sistemas gelificantes (VOLKMER, 2007).…”

“…Considera-se ainda que grande parte das inclusões de zircônia estão localizadas nos contornos de grãos da matriz de alumina, inclusive em pontos tríplices, resultando em uma nanocompósito do tipo intergranular. Alguns trabalhos em literatura (PIERRI, et al, 2005;GUIMARÃES, et al, 2009) O crescimento de apatita na superfície dos nanocompósitos de alumina-zircônia vem sendo reportado em literatura (UCHIDA et al, 2002;AGUIAR 2007;KOKUBO et al, 2009;FAGA et al, 2012) devido aos bons resultados que relacionam altas taxas de atividade de formação de apatita com uma maior concentração (mM) de Zr liberada durante etapa de tratamento químico de superfície, pressupondo-se assim, uma maior formação de grupos hidroxila via tais tratamentos. Acredita-se ainda, que o grupo funcional (Al-OH) não apresenta afinidade pelo cálcio ou fosfatos, e, portanto, não promove a formação da apatita, a presença da zircônia portanto, (tetragonal ou monoclínica) indica que a formação da nucleação da apatita ocorre a partir do grupamento (Zr-OH) (UCHIDA et al, 2002).…”

Desemulsificação de emulsões estáveis de água e óleo de girassol por processo de filtração tangencial

“…iii) Sintetizar na matriz cerâmica dispersões de pequenas quantidades de zircônia nanométrica, propiciando a inibição do crescimento de grãos durante a sinterização, e também, a tendência das nanopartículas formarem aglomerados (PIERRI et al, 2005).…”