Sinterizao PMT 2412 Aula 6 sinterizao 1 Objetivos

Sinterização PMT 2412 Aula 6 sinterização 1

Objetivos da sinterização • Aumento da resistência mecânica do compactado – adesão entre partículas adjacentes • Remoção de poros – (acompanha densificação) PMT 2412 Aula 6 sinterização 2

Porosidade prejudicial Todas as propriedades mecânicas Melhoram com a densificação: resistência mecânica cresce linearmente, Resistência ao impacto aumenta só quando porosidade fica menor que 5% PMT 2412 Aula 6 sinterização 3

Porosidade útil • Existem casos em que a porosidade é a característica desejada: – – Filtros: permitir a passagem de fluido Capacitores: permitir a entrada do eletrólito Mancais: acomodar o lubrificante Eletrodos de células a combustível: permitir passagem dos reagentes e saída dos produtos. • Objetivam resistência mecânica com alta porosidade. • Processos de compactação diferem do convencional. . PMT 2412 Aula 6 sinterização 4

Cinética da densificação • Estudo da cinética da densificação tem por objetivo minimizar o custo de sinterização necessário para alcançar propriedades (ou seja, microestrutura) visadas. – Reduzindo o tempo e a temperatura de sinterização PMT 2412 Aula 6 sinterização 5

Medida da densificação • Volumétrica – Mede-se a densidade ao longo do processo – Método hidrostático é comum • Tem o problema de evitar água penetrar nos poros – Ou Métodos micrográficos • Linear – Mede-se contração linear (Δl/lo) – Pode ser anisotrópica • Pode ser defeito: maior contração na direção de compactação • Pode ser proposital: caso dos ímãs PMT 2412 Aula 6 sinterização 6

Densidade relativa • • Fração ou porcentual % densidade relativa = 100 - % vol. poros Drel = Densidade medida / densidade sem poros Densidade medida: – Método micrográfico; método de arquimedes • Densidade sem poros: – Material de referência; difração de raios X PMT 2412 Aula 6 sinterização 7

Massa específica (Bulk density) • Ou Material de referência – Informação da literatura sobre densidade – Densidade de Arquimedes em amostra do mesmo material, garantidamente sem poros • Ou Densidade a partir da difração de RX – – Fazer difração de raios X Determinar parâmetros de rede Calcular volume da célula unitária Calcular a massa da célula unitária – Calcular densidade = massa c. u. / vol. c. u. PMT 2412 Aula 6 sinterização – Pequeno Êrro: não supõe presença de lacunas 8

Método hidrostático (Arquimedes) • Densidade de material – Massa ao ar – Massa imersa – Densidade da água • Densidade é massa / volume – Volume peça é o volume da água deslocada volume de água deslocado = (Massa ar- massa imersa) / densidade água (Massa ar – Massa imersa) = massa de água deslocada pelo volume imerso Válido para material com pouca porosidade PMT 2412 Aula 6 sinterização 9

Problema: Densidade de material com baixa densidade relativa • alta porosidade: porosidade interconectada, água entra nos poros, falsifica resultado de densidade hidrostática. – Solução: Selar poros com parafina PMT 2412 Aula 6 sinterização 10

Métodos microestruturais • Usa uma lei da estereologia – https: //en. wikipedia. org/wiki/Stereology • Fração de área = fração volumétrica • Usa microestrutura para medir fração de área • Métodos: – Método planimétrico • Fração de pontos numa grade – Método de análise de imagens • Número de pixels pretos / número total de pixels PMT 2412 Aula 6 sinterização 11

Método planimétrico PMT 2412 Aula 6 sinterização 12

Método planimétrico Rede quadrada com 121 nós. Pode-se usar qualquer quantidade de nós. Aplica-se a rede sobre a imagem: a fração de área será proporcional ao número de poros que coincidem com nós da rede. PMT 2412 Aula 6 sinterização 13

Método planimétrico São 121 nós dessa rede 18 nós caem sobre um poro. Conte você mesmo. Perceberá pontos duvidosos, é a incerteza dessa medida. Fração de poros: 18/121=15% de fração de área = 15% fração volumétrica PMT 2412 Aula 6 sinterização 14

Método de análise de imagem • Número de pixels pretos / número total de pixels da área da imagem. • Notar que o número de pixels pretos depende do ajuste de cinza que você adotar. • Software mais popular é o Image. J. PMT 2412 Aula 6 sinterização 15

Exemplo: Variação da densidade relativa com o tempo de sinterização • Densidade relativa: dr=densidade final (r) / densidade real (ro) ↑ tempo, ↑ densidade relativa ↑ temperatura, ↑ densidade relativa Cinética da densificação: dr = dv + a. tn RZS: zircônia recombinada

Medida em dilatômetro • Mede-se, ao longo do tempo, o comprimento de um corpo de prova inserido dentro de um forno. • Em geral mede-se a mudança de posição de amostra uma haste que vai do interior do forno até um sensor de posição. PMT 2412 Aula 6 sinterização 17

Dilatometria Expansão de aquecimento Contração de densificação Medida de variação linear no aquecimento de duas ferritas de Mn. Zn com dois teores diferentes de Mn A taxa de aquecimento normalmente é constante, Xo C/min PMT 2412 Aula 6 sinterização 18

Cinética da sinterização de ligas metálicas Metais tem alta densidade a verde Este gráfico representa A contração linear PMT 2412 Aula 6 sinterização 19

Relação entre densificação e contração linear 0. 30 contração volumétrica (d -dv)/dv 0. 25 0. 20 0. 15 dv=6, 5 dv=6 0. 10 Onde ρs = dens sinterizada ρv = densid verde Δl/lo = contração linear 0. 05 0. 00 0 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 delta l/lo 0. 05 0. 06 0. 07 0. 08 PMT 2412 Aula 6 sinterização 20

Efeito do tamanho de particula inicial Menor tamanho de part. dá menor densidade a verde, mas densifica bem mais: potencial termodinâmico é a redução de energia de superfície +75 -100 PMT 2412 Aula 6 sinterização 21

Potencial termodinâmico da densificação • PMT 2412 Aula 6 sinterização 22

Dados para cálculo • Segundo Roth • Energia de contorno de grão do ferro: 0, 8 J/m 2 • Energia de superfície: 2, 7 J/m 2 • A 1100º C. PMT 2412 Aula 6 sinterização 23

Cinética: Materiais com tamanho de partícula pequeno densificam mais! • Lei de Herring • Tempo para densificar um material com tamanho de partícula r 2 é igual ao tempo para densificar material com tamanho de partícula r 1 multiplicado pela relaçào de tamanho r 2/r 1 elevado a potência 3. PMT 2412 Aula 6 sinterização 24

Herring´s law Rahaman, in Sintering of Advanced Materials, 2010 The scaling law (Herring, 1950 a) does not assume a specific geometrical model. Instead, it assumes that the geometrical changes during sintering remain similar. The law considers the effect of change of scale (e. g. , particle size) on the rate of matter transport for individual mechanisms. The time ∆t to reach geometrically similar microstructural changes in two systems (designated 1 and 2) which differ only in particle size a is predicted to be where p is an exponent that depends on the mechanism of matter transport. In the case of lattice diffusion, p = 3, whereas p = 4 for grain boundary diffusion, which agrees with the strong grain size dependence predicted by the analytical models. Because of the general approach used in its derivation, the scaling law might be expected to have some advantage over the analytical models that assume a specific geometry. A problem is that the requirement of geometrical similar microstructural change is not easy to achieve for real powder compacts, so the law has not found wide applicability in sintering. PMT 2412 Aula 6 sinterização 25

Sinterização Na sinterização, variáveis como temperatura, tempo e atmosfera, podem ser manipuladas com base nas características do compactado a ser sinterizado. Divide-se a sinterização em duas classes: • sinterização com fase líquida transiente sinterização com fase líquida persistente • sinterização no estado sólido PMT 2412 Aula 6 sinterização 26

Estágios de sinterização em fase sólida • Modelo de 3 estágios – Estágio inicial: baixa densidade relativa; início de formação de pescoço; – Estágio intermediário: entre 75 e 95% de densidade relativa; Crescimento do pescoço (colo) e diminuição da área de superficie dos poros; poros ainda interconectados. – Estágio final de densificação: >95%, poros fechados, de poros PMT 2412 Aula 6 sinterização 27

Cinética de densificação PMT 2412 Aula 6 sinterização 28

Estágio inicial poros PMT 2412 Aula 6 sinterização 29

2º estágio Segundo estágio PMT 2412 Aula 6 sinterização 30

3 o estágio da sinterização PMT 2412 Aula 6 sinterização 31

empresas A contatar • • • Combustol; produz pós e peças sinterizadas Iconacy: manufatura aditiva por feixe de eletrons Hoganas : produz pós Plenum manufatura aditiva por laser MIBA: peças sinterizadas BSMetal: peças sinterizadas Marelli: peças sinterizadas IMAG: cerâmicas magnéticas Brassinter: peças sinterizadas BRATS: fabrica pós e peças sinterizadas F. landgraf@usp. br PMT 2412 Aula 6 sinterização 32

Densificação na sinterização No estágio inicial observa-se um aumento na área de contato entre as partículas, arredondamento dos poros, e contração de agregados de pó envolvendo aproximação de partículas. ΔG α γ/p Figura 6. 1. 1 – Pescoço formado durante a sinterização. Microscopia Eletrônica de Varredura a esquerda e esquema a direita PMT 2412 Aula 6 sinterização 33

Estágio inicial PMT 2412 Aula 6 sinterização 34

A maior parte da densificação ocorre no estágio intermediário PMT 2412 Aula 6 sinterização 35

Mecanismos de transporte de massa no estágio intermediário Podemos destacar os seguintes mecanismos de transporte de massa possíveis: • • • escoamento viscoso escoamento plástico evaporação e condensação: não densifica difusão volumétrica difusão por contorno do grão difusão superficial: não densifica Figura 6. 1. 2 – Principais mecanismos na sinterização PMT 2412 Aula 6 sinterização 36

Mecanismos If transport occurs from the particle surface to the neck, no densification is expected. This is true because the particle centers are not moving together. • This same result is expected for evaporation/condensation, surface diffusion, and volume diffusion mechanisms. In all three cases, a change in overall shape will occur, but densification is not promoted. The outcome of such process is illustrated aside. Densification: For true densification to occur, the source of moving material must be the particle neck, and the sink of material must be the pore-neck interface. In the figure aside, this mechanism is illustrated.

A importância da difusão pelo contorno de grão • O principal mecanismo de fechamento dos poros (e portanto densificação) é a difusão de átomos para o contorno, e por lá para dentro do poro. • Outra forma de ver isso é pensar que o poro é uma fonte de lacunas. As lacunas vêm pelo contorno de grão e são aniquiladas por átomos que chegam nos contornos. PMT 2412 Aula 6 sinterização 38

Difusão pelo contorno de grão na prata, a 1000 K, é 100. 000 vezes mais rápida do que a difusão volumétrica. PMT 2412 Aula 6 sinterização 39

Cinética de densificação no estágio intermediário • Pode-se descrever a densificação no estágio intermediário por uma • Como d=a+b*logt PMT 2412 Aula 6 sinterização 40

Densificação teórica Estudada pela medida da densidade Ou pela contração linear. Segundo Kingery n é tipicamente 3 m varia de 0, 3 a 0, 5 • • γ= energia de superfície a 3 volume atômico da lacuna em difusão D* coeficiente de auto-difusão k = constante de Boltzmann T temperatura d diâmetro médio das partículas t tempo K constante que depende da geometria PMT 2412 Aula 6 sinterização 41

Densificação no estagio intermediário • Seja densidade relativa ρ e porosidade ε • Como ρ + ε =1 • Se a densificação depende da difusão das lacunas para fora do poro, • ρ=ρi + Bi ln(t/ti) • Onde ti e ρi são o tempo e a densidade no início do estágio intermediário. PMT 2412 Aula 6 sinterização 42

Densificação no estágio intermediário Pó de cobre de 8μm, Sinterizado em 3 temperaturas PMT 2412 Aula 6 sinterização 43

Sinterizacao de zirconia nanocristalina. Notar evolucao da densidade no patamar de temperatura. PMT 2412 Aula 6 sinterização 44

Poros na sinterização Diagramas das mudanças da estrutura do poro durante a sinterização, começando com partículas em ponto de contato. O volume do poro diminui e os poros tornam-se regulares. Quando ocorre a esferoidização do poro, os poros são substituídos por contornos de grão. PMT 2412 Aula 6 sinterização 45

Sobrevivência de poros interconectados Figura 6. 1. 4 – Representação tridimensional de um poro formado entre várias partículas. Poros interligados Contornos de grão nos pescoços Entre partículas vizinhas PMT 2412 Aula 6 sinterização 46

Estágio intermediário 2 o estágio: poros interconectados PMT 2412 Aula 6 sinterização 47

crescimento de grão pode prejudicar densificação No estágio intermediário observa-se uma competição entre crescimento de grão e densificação. Este estágio praticamente determina as propriedades do sinterizado. Figura 6. 1. 3 – Contorno de grão em movimento restringido pela presença de um poro. PMT 2412 Aula 6 sinterização 48

Fatores que afetam o crescimento de grão Temperatura quanto maior T, mais rápido o crescimento de grão portanto, deve-se evitar sinterização em T muito altas. Presença de Segundas Fases segundas fases podem restringir o crescimento de grão os poros pequenos restringem o crescimento de grão contornos de grão tendem a ser ancorados poros. Ocorrência de crescimento anormal de grãos o crescimento anormal é muito mais rápido e pode ocorrer em temperaturas não excessivamente altas. PMT 2412 Aula 6 sinterização 49

Estágio final O estágio final da sinterização é um processo lento onde poros já isolados e esféricos contraem-se por difusão volumétrica. Os poros funcionariam como emissores de lacunas, principalmente para contornos de grão. Figura 6. 1. 5 – Representação de duas situações onde a densificação é favorecida pelo ancoramento dos contornos de grão pelos poros. PMT 2412 Aula 6 sinterização 50

Porosidade na microestrutura Figure: Different stages of the sintering process with a tungsten green body http: //www. emi. fraunhofer. de/EN/EMI-Links/MAVO-Project. MMM-Tools/Sintered. Materials. asp

Porosidade na Sinterização Figura 6. 1. 6 – Microestrutura de paládio sinterizado em diferentes condições: a) 4 horas a 750 o. C; b) 4 horas a 950 o. C; e aquecida a 1400 o. C a uma taxa de 5 k/min. PMT 2412 Aula 6 sinterização 52

Crescimento de grão anormal x densificação. • Crescimento anormal de grão: – Em altas temperaturas é normal que ocorra crescimento de grão, para reduzir a energia de superfície associada aos contornos de grão – Normalmente a distribuição dos tamanhos de grão mantém-se numa distribuição lognormal – Em algumas circunstâncias, alguns grãos crescem muito mais que os outros, a distribuição de tamanhos dos grãos deixa de ser lognormal PMT 2412 Aula 6 sinterização 53

Crescimento normal de grãos Ao longo do crescimento normal de grãos, a distribuição de tamanhos segue sempre uma distribuição lognormal. O valor da moda e do tamanho de grão médio vai mudando, mas a forma da distribuição se mantém. PMT 2412 Aula 6 sinterização 54

Crescimento anormal de grãos Grãos com mais de 7 lados tendem a crescer PMT 2412 Aula 6 sinterização 55

Crescimento anormal • Num corte bidimensional, um grão tende a ter 6 lados pois nesse caso o ângulo diédrico é de 120 o , correspondendo ao equilíbrio entre as tensões interfaciais dos 3 grãos adjacentes. • Quando um grão tem mais de 10 lados, os ângulos no interior do grão grande são maiores do que 120 o, causando um desequilíbrio das tensões interfaciais. PMT 2412 Aula 6 sinterização 56

Crescimento anormal: • Para diminuir esse desequilíbrio, o ponto triplo avança, reduzindo o ângulo. • Com isso, cria-se uma curvatura no contorno de grão: essa é uma situação de alta energia, o contorno tende a ficar plano. • Se ele ficar plano o ângulo diédrico aumenta: essa situaçào de desequilíbrio permanente faz com que esses contornos movam-se mais depressa. PMT 2412 Aula 6 sinterização 57

Crescimento anormal • No final do crescimento anormal podemos ter estrutura com distribuição normal, novamente. PMT 2412 Aula 6 sinterização 58

Crescimento anormal de grãos e a porosidade • O movimento dos contornos de grão, no crescimento anormal, pode deixar poros no interior dos grãos. • Isso prejudica a densificação, pois a difusão por contornos é um dos mais importantes mecanismos de eliminação de porosidade e, portanto, densificação. • Portanto, se a micrografia mostra poros no interior dos grãos, isto é sinal de que a densificação está prejudicada. PMT 2412 Aula 6 sinterização 59

Sinterização de misturas de pós Existem vários modelos que tem por objetivo a quantificação dos fenômenos envolvidos na interdifusão. Boa parte deles baseiam-se em simetrias e simplificações geométricas. Mesmo assim tem sido possível a aplicação destes modelos quando o sistema apresenta número reduzido de variáveis Figura 6. 2. 1 - Esquema considerando a dissolução de um constituinte B num constituinte A, e a distância para interdifução L relativa a um diâmetro l do constituinte B. PMT 2412 Aula 6 sinterização 60

Sinterização de misturas de pós Homogeneização da composição: afetada pelo tamanho de partícula, o tempo, e a temperatura de sinterização. O tamanho de partícula é importante por estar relacionado com distâncias para difusão. A temperatura afeta a taxa de homogeneização por alterar a difusividade dos elementos envolvidos. Efeito colateral: porosidade de Kirkendall. Seção polida de fios de cobre intercalados com fios de níquel sinterizados por 50 min. a 1070 o. C numa atmosfera de He. Microporosidades no cobre devido a efeito Kirkendall. PMT 2412 Aula 6 sinterização 61

Efeito Kirkendahl Devido à diferenças nos coeficientes de difusão dos elementos envolvidos. Se Cu e Ni são colocados em contato numa mesma temperatura, Como D Cu Ni > D Ni Cu então mais átomos de Cobre entram no Níquel do que Níquel no cobre, ficam muitas lacunas no Cobre Lacunas coalescem e formam poros: porosidade de Kirkendahl Ni Cu PMT 2412 Aula 6 sinterização 62

Sinterização de misturas de pós 2 o estágio da sinterização terceiro estágio Figura 6. 2. 3 – Microestrutura de liga Fe. Si obtida por mistura de pós. Imagem à direita evidencia efeito Kirkendall em campo escuro. (mestrado de Daniel Rodrigues) PMT 2412 Aula 6 sinterização 63

Sinterização com fase líquida Quando , na temperatura de sinterização, parte do material está no estado líquido. Pode ser: Fase líquida permanente Fase líquida transiente Fase líquida pode ou não dissolver elementos da fase sólida. PMT 2412 Aula 6 sinterização 64

Liquid Phase Sintering L Tsint T A+B A B Um compactado feita da liga de composição XB , quando aquecida na Tsint do diagrama, tem certa quantidade de liquido, em condições de equilíbrio. Se essa quantidade não for excessiva (em geral menor que 20%), o compactado vai reter suficiente resistência a verde até o início da sinterização, que será rápida pois o líquido molha as partículas da fase alfa e acelera a densificação, já que a difusão no líquido é mais rápida. PMT 2412 Aula 6 sinterização 65

Fase líquida transiente Quando eu misturo os pós de elementos químicos puros, A e B, para uma dada composição geral da liga Xs, o diagrama de fases prevê, na temperatura de sinterização, que a fase de equilíbrio é fase sólida. mas, no início do processo, existe uma mistura de pós dos elementos A e B em que o elemento A funde na temperatura de sinterização. A continuidade do processo leva ao desaparecimento da fase líquida, (é esse o significado de fase líquida transiente) pela difusão do elemento A na fase Beta. PMT 2412 Aula 6 sinterização 66

• Efeito de fase líquida transiente na sinterização de Al. N PMT 2412 Aula 6 sinterização 67

Exercício • Desenhar a evolução temporal da composição química das fases envolvidas na sinterização em fase líquida transiente, partindo de pós dos elementos A e B. PMT 2412 Aula 6 sinterização 68

O cobre na sinterizacao do ferro Um dos casos mais importantes de fase líquida transiente é na sinterização de pó de ferro com pequenas adições de cobre. Devido à molhabilidade do ferro pelo cobre, ocorre expansão da peça durante a sinterização. PMT 2412 Aula 6 sinterização 69

Exemplo de sinterização com fase líquida: o amálgama Liga Ag. Sn reage com mercúrio resultando em 3 fases sólidas: PMT 2412 Aula 6 sinterização 70

Sinterização com Fase Líquida Considerando-se o caso clássico de sinterização com fase líquida transiente, três estágios podem ser definidos: 1. 2. 3. rearranjo das partículas dissolução e reprecipitação sinterização no estado sólido PMT 2412 Aula 6 sinterização 71

Sinterização com Fase Líquida Figura 6. 3. 2 – Microestrutura de liga 95%W, 3%Ni e 2%Fe sinterizada a 1475 o. C. As partículas de W tinha originalmente 3 m e por coalescimento chegaram a mas que 50 m. PMT 2412 Aula 6 sinterização 72

Exemplo de fase líquida que Dissolve PMT 2412 Aula 6 sinterização 73

Fases vítreas • A fase líquida existente durante a sinterização pode não se cristalizar no resfriamento, formando uma fase vítrea. • Esse fenômeno é raríssimo nos metais, comum nas cerâmicas. • Em geral essa fase vítrea fica ao longo dos contornos de grão da matriz. PMT 2412 Aula 6 sinterização 74

Cerâmicas : Fases vítreas • • A resistência mecânica adequada pode ser obtida também através da ligação das partículas cristalinas que constituem o corpo cerâmico com uma fase vítrea, formada ao longo da queima. Também pode ocorrer densificação com a formação de fase vítrea (líquida). Cristal Fase vítrea Isolante elétrico, fabricado com alumina 98%. As impurezas segregam para o contorno de grão. 75 PMT 2412 Aula 6 sinterização

Fases vítreas e composição • A presença de fase vítrea depende da composição: quanto mais puro o material, menor a quantidade de fase vítrea, podendo inexistir. Fase vítrea Poros Cristal PMT 2412 Aula 6 sinterização 76

Sinterização Reativa • Sinterização Auto-propagada (Self Propagating Synthesis): • usa o calor exotérmico de reação disponível quando certos reagentes são misturados e é dada a energia de ativação necessária para uma reação auto-sustentada. • Compostos intermetálicos podem ser sintetizados numa variedade de composições e geometrias. • Compostos cerâmicos (carbetos, nitretos, boretos e silicietos) duros podem ser produzidos em matrizes metálicas, em escala micro ou nanoscópica. PMT 2412 Aula 6 sinterização 77

Sinterização Reativa • Aqui no Depto. Foi desenvolvido trabalho sobre produção de compósito Al(Si)-Al 2 O 3 injetando alumínio líquido num molde contendo agulhas naturais de Si. O 2 (Prof. Hélio Goldenstein). PMT 2412 Aula 6 sinterização 78

Flash sintering • Sinterização ultra-rápida, com aquecimento a 100 o C/min, restringe crescimento de grão. PMT 2412 Aula 6 sinterização 79

Compactação a quente • HIP: Hot isostatic Pressing • Pó é acondicionado em molde • Molde é evacuado, selado e colocado em câmara. • Câmara é preenchida com gás (argônio) e sua pressão (até 100 MPa) e temperatura são elevados: ocorre densificação. PMT 2412 Aula 6 sinterização 80

Compact Isostática a quente Pressão típica: 100 MPa PMT 2412 Aula 6 sinterização 81

Equipamentos e Atmosferas de Sinterização Esquema de forno de esteira. A sinterização via de regra se dá sob atmosfera inerte, como vácuo, ou redutora como sob hidrogênio. Materiais que podem ser sinterizados em temperatura de até 1150 o. C pode utilizar-se de fornos contínuos, ou de esteira. PMT 2412 Aula 6 sinterização 82

Sinterização Equipamentos e Atmosferas de Sinterização Figura 6. 4. 2 – Vista da entrada de forno de esteira. PMT 2412 Aula 6 sinterização 83

Alunos 7 e 8 buscar informações sobre resistencias eletricas usadas em fornos De sinterização com Tmax de 1150 o. C (composicao, fabricacao, fornecedor no Brasil, se possível preço) Alunos 9 o mesmo para fornos para material cerâmico, para 1400 o. C PMT 2412 Aula 6 sinterização 84

Sinterização Vista de sinterização a vácuo. PMT 2412 Aula 6 sinterização 85

Estabilidade dos óxidos nas atmsoferas Figura 6. 4. 4 – Ponto de orvalho de atmosfera de hidrogênio e estabilidade dos principais óxidos no âmbito da metalurgia do pó. PMT 2412 Aula 6 sinterização 86

Estabilidade dos óxidos de ferro PMT 2412 Aula 6 sinterização 87

Ponto de orvalho Relação entre ponto de orvalho, % umidade na atmosfera e teor de umidade PMT 2412 Aula 6 sinterização 88

Elementos de aquecimento dos fornos Elemento Tmax Atmosf. Nicrome (80 Ni 20 Cr) 1150 1, 2, 3, 4, 5, 6 Kanthal (Fe. Cr. Al. Co) 1300 1, 3, 4, 5 Superkanthal (Mo. Si 2) 1600 1, 3 Carbeto de Si 1250 1, 2, 3, 5, 6 tungstênio 1900 2, 3, 4 Atmosferas: 1. oxidante; 2 -redutora; 3 -inerte; 4 -vácuo; 5 -carburizante; 6 -descarbonetante PMT 2412 Aula 6 sinterização 89

Comparando Sinterização e outros processos Sint. Con’tional HIP Injection Molding (IM) Precision IM Preform Forging Metal All (SA, SS) All (Steel, SS) All Steel, SA Surface detail B B-C B A A Mass, kg 0. 01 -5(30) 0. 1 -10 10 -7000 (e) 0. 01 -0. 2 0. 005 -0. 2 0. 1 -3 Min. section, mm 1. 5 1 0. 1 3 Min. core diam. mm 4 -6 1 0. 2 5 Tolerance +/-% 0. 1 2 0. 3 0. 1 0. 25 Throughput (pc/h) 100 -1000 5 -20 100 -2000 200 -2000 Min. quantity 1000 -50, 000 1 -100 10, 000 100, 000 Eq. Cost B-C A A-B A-B A: highest, B: median, C: lowest PMT 2412 Aula 6 sinterização 90

Bibliografia • Carvalho Ferreira • DW Richerson Modern Ceramic Engineering, 1992, Dekker • RM German Powder Metallurgy Science, 1984 • https: //pt. slideshare. net/support. xhht/solidstate-sintering-fundamentals-242041 PMT 2412 Aula 6 sinterização 91