Obtenção de cerâmicas de alumina com porosidade graduada processadas pelas técnicas de colagem de barbotina e freeze casting

Abstract

Resumo O objetivo foi estudar o processamento de materiais cerâmicos de alumina com porosidade graduada a partir das técnicas de freeze casting e colagem de barbotina sequencial, utilizando hidróxido de alumínio como fase de sacrifício. Após conformação, a porosidade foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, medidas de porosidade aparente pelo princípio de Arquimedes e distribuição de tamanho e tamanho médio de poros pela técnica de porosimetria de mercúrio. Foi avaliada a resistência mecânica das amostras a partir de ensaio de compressão. A caracterização permitiu a confirmação da relação da microestrutura entre as camadas das amostras processadas isoladamente e suas respectivas camadas nos materiais com porosidade graduada. Foi observada uma boa interação interfacial entre as camadas das amostras graduadas. As porosidades obtidas pelos dois métodos foram distintas devido às diferentes morfologias obtidas, sendo que pela técnica de colagem de barbotina, os poros apresentaram menores tamanhos, com poucas interconexões e na técnica de freeze casting os poros apresentaram-se intralamelares com formato alongado e interligados entre si. Os valores de porosidade e resistência à compressão apresentaram resultados distintos para cada técnica. A amostra graduada processada por freeze casting apresentou maior porosidade e resistência mecânica quando comparada à amostra processada por colagem. As duas técnicas utilizadas mostraram ser eficientes para produzir materiais com graduação de porosidade.Abstract The objective was to study the processing of alumina ceramic materials with graded porosity produced by freeze casting and slip casting with aluminum hydroxide as a porogenic agent. After processing of the samples, porosity was studied by scanning electron microscopy, apparent porosity by the Archimedes’ principle, and size and average pore size by mercury porosimetry. The mechanical strength of the samples was studied through compression testing. The characterization allowed confirmation of the relation between the samples processed individually and their respective layer in materials with graded porosity. The samples also showed good interfacial interaction between the layers of the graded materials. The porosities obtained by both methods were distinct due to different morphologies; by slip casting, the pores showed smaller sizes with few interconnections and by freeze casting, pores were interlayered with elongated and interconnected morphology. Porosity and compressive strength values were different for each technique. The graded sample processed by freeze casting showed higher porosity and compressive strength when compared to the sample processed by slip casting. Both techniques showed to be efficient for the production of graded porosity material.