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Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

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pó, usualmente contendo uma pequena quantidade de água ou outro ligante, é compactada para dar<br />

a forma desejada, por pressão. O grau de compactação é maximizado e a fração de espaço vazio é<br />

minimizada pelo uso de partículas grossas e finas misturadas em apropriadas proporções. Não há<br />

nenhuma deformação plástica das partículas durante a compactação, como haveria com os pós<br />

metálicos. Uma função do ligante é lubrificar as partículas do pó quando elas se movem umas em<br />

relação às outras no processo de compactação.<br />

Existem 3 procedimentos básicos de prensagem de pó: uniaxial, isostático (ou<br />

hidrostático) e prensagem à quente. Para prensagem uniaxial, o pó é compactado numa matriz<br />

metálica por pressão que é aplicada numa única direção. A peça conformada toma a configuração<br />

da matriz e <strong>dos</strong> pratos através <strong>dos</strong> quais a pressão é aplicada. Este método é confinado a formas<br />

que são relativamente simples; entretanto, taxas de produção são altas e o processo é barato. As<br />

etapas envolvidas numa tal técnica é estão ilustradas na Figura 14.12.<br />

Figura 14.12 - Representação esquemática das etapas na prensagem uniaxial de pó. (a) A cavidade<br />

da matriz é enchida com o pó. (b) O pó é compactado por meio de pressão aplicada ao topo da<br />

matriz. (c) A peça compactada é ejetada por ação elevante do punção da base. (d) o sapato de<br />

enchimento empurra para longe da matriz a peça compactada e a etapa de enchimento é repetida.<br />

(de W.D. Kingery, Editor, Ceramic Fabrication Processes, MIT Press. Copyright 1958 por<br />

Massachusetts Institute of Technology).<br />

Para prensagem isostática, o material em pó é contido num envoltório de borracha e a<br />

pressão é aplicada por um fluido, isostaticamente (isto é, ela tem a mesma magnitude em todas as<br />

direções). São possíveis formas mais complicadas doque com a prensagem uniaxial; entretanto, a<br />

técnica isostática consome mais tempo e é mais cara.<br />

Para os procedimentos tanto uniaxial quanto isostático, uma operação de queima é<br />

requerida após a operação de prensagem. Durante a queima a peça conformada se contraí e<br />

experimenta uma redução de porosidade e uma melhoria da integridade mecânica. Estas mudanças<br />

ocorrem pela coalescência das partículas de pó numa massa mais densa num processo denominado<br />

sinterização. O mecanismo de sinterização é esquematicamente ilustrado na Figura 14.13. Após a<br />

prensagem, muitas das partículas do pó se tocam entre si (Figura 14.13a). Durante o estágio inicial<br />

de sinterização, pescoços se formam ao longo da região de contato entre partículas adjacentes; em<br />

adição, um contorno de grão se forma dentro de cada pescoço, e todo o interstício entre partículas<br />

se torna um poro (Figura 14.13b). À medida em que a sinterização progride, os poros se tornam<br />

menores e mais esféricos em forma (Figura 14.13c). Micrografias eletrônicas de varredura de um<br />

material de alumina sinterizada estão mostradas na Figura 14.14. A força motriz para a sinterização<br />

é a redução na área superficial total da partícula; energias de superfície são maiores em magnitude<br />

do que as energias de contorno de grão. Sinterização é realizada abaixo da temperatura de fusão de<br />

maneira que uma fase líquida geralmente não está presente. O transporte de massa necessário para<br />

afetar as mudanças mostradas na Figura 14.13 é realizado por difusão atômica a partir das<br />

partículas massivas para as regiões de pescoço.<br />

Figura 14.13 - Para um compactado de pó, mudanças microestruturais que ocorrem durante a

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