THIAGO DOS SANTOS FERREIRA

THIAGO DOS SANTOS FERREIRA

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Compósitos Si3N4-TiN para aplicações estruturais
2019 - FERREIRA, THIAGO dos S.
O nitreto de silício (Si3N4) é um material utilizado em diversas aplicações estruturais devido à suas ótimas propriedades mecânicas inclusive a altas temperaturas, como elevada dureza e resistência mecânica, além de alta resistência ao choque térmico e ao desgaste. Visando ampliar seu campo de aplicação, busca-se a melhoria da tenacidade à fratura do material e a simplificação de seu processamento. A produção de compósitos cerâmicos contendo o Si3N4 como matriz cerâmica e uma segunda fase como reforço tem sido estudada por gerar o aumento da tenacidade à fratura. No presente trabalho, estudou-se a influência de diferentes percentuais de TiN (até 30% em massa) na matriz de Si3N4, contendo Al2O3 e Y2O3 (5% em massa de cada) como aditivos. Os compósitos cerâmicos foram avaliados quanto ao comportamento de densificação, microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à oxidação. Amostras foram obtidas por prensagem uniaxial e isostática, e sinterizadas com baixa pressão de nitrogênio em duas condições (1750°C/1 hora e 1815°C/1 hora). As composições foram caracterizadas pelo estudo das densidades relativas (geométrica e aparente pelo método de Arquimedes), porosidade e perda de massa. A densidade das composições atingiu valores entre 97,0 e 98,0% da densidade teórica, com porosidade aparente inferiores a 0,5%, comprovando a eficiência dos aditivos de sinterização. O aumento da quantidade de nitreto de titânio no compósito cerâmico ocasionou uma tendência de redução da densidade relativa e de aumento da porosidade aparente. As análises por difração de raios X, MEV e EDS mostraram a presença da fase TiN dispersa na matriz de β-Si3N4, com a presença de fase amorfa intergranular. O método da impressão Vickers foi utilizado para medição da dureza e da tenacidade à fratura. A dureza medida apresentou valores entre 12,5 e 13,2 GPa, condizente com os valores apresentados pelo material monolítico, enquanto a tenacidade à fratura variou entre 6,3 e 9,3 MPa.m1/2, aumentando com a proporção de TiN no compósito cerâmico. A resistência à flexão, obtida pelo ensaio de flexão biaxial do disco apoiado em três esferas, apresentou o mesmo comportamento da tenacidade à fratura, atingindo 397,4 MPa no compósito contendo 30% de TiN e sinterizado a 1750°C, condição na qual os valores de resistência foram superiores. O estudo de oxidação foi avaliado submetendo as amostras a tratamento térmico ao ar a 1400°C por até 64 horas e apresentou valores de ganho de massa por área entre 0,7 e 6,4 mg/cm2, crescente em função do percentual de TiN presente no compósito e do tempo de ensaio. As camadas superficiais das amostras também foram analisadas por difração de raios X, MEV e EDS, identificando a presença do β-Si3N4, da SiO2 (cristobalita α), do TiO2 (rutilo), Y2Ti2O7 e Y2Si2O7 (Keiviite). A presença destas fases após a oxidação indica que ocorreu a liberação de N2 a partir do Si3N4 e do TiN, e a reação do O2 do ambiente com os elementos da fase vítrea presente nos contornos de grãos. Conforme esperado ocorreu a formação de uma camada superficial de TiO2 (rutilo), seguida por uma camada de SiO2 contendo precipitados compostos pelo óxido de titânio-ítrio e pelo silicato de ítrio, formados a partir dos cátions provenientes dos aditivos de sinterização.
Efeito da razão molar de alumina e titânia na estabilização de titanato de alumínio
2016 - CARVALHO, FLAVIO M. de S.; GUEDES-SILVA, CECILIA C.; FERREIRA, THIAGO dos S.; GENOVA, LUIS A.
Esse estudo visa avaliar a estabilidade da fase Al2TiO5 em cerâmicas de titanato de alumínio dopadas com MgO e formadas a partir de diferentes razões molares de alumina e titânia (0,90:1,10, 0,95:1,05, 1,00:1,00, 1,05:0,95 e 1,10:0,90). Pastilhas sinterizadas a 1600oC por 1 hora foram tratadas isotermicamente a 1100oC, por tempos de 2, 4, 8, 16 e 32 horas. Após os tratamentos, a estabilidade da fase beta Al2TiO5 foi investigada por meio de análises quantitativas das fases por refinamentos de Rietveld de dados coletados por difração de raios X. Os resultados mostraram que as diferenças microestruturais das amostras, relacionadas às diferentes relações molares, conduziram a variações na estabilização do titanato de alumínio, evidenciadas pela diferentes quantidades de alumina e titânia após os tratamentos térmicos. Maiores estabilidades da fase beta Al2TiO5 foram atingidas com maiores teores de TiO2, independente do tempo de tratamento isotérmico.
Formation of aluminium titanate with small additions of MgO and SiOsub(2)
2016 - GUEDES SILVA, CECILIA C.; CARVALHO, FLAVIO M. de S.; FERREIRA, THIAGO dos S.; GENOVA, LUIS A.
Síntese de alumina via método template
2015 - OTUBO, LARISSA; GUEDES e SILVA, CECILIA C.; PAULA, CAROLINA M.; FERREIRA, THIAGO dos S.
Influência de adições de mgo na formação de titanato de aluminio
2015 - KAWAKAMI, TATIANE Y.; GENOVA, LUIS A.; CARVALHO, FLAVIO M. de S.; FERREIRA, THIAGO dos S.; GUEDES e SILVA, CECILIA C.
Comportamento térmico de cerâmicas de titanato de aluminio obtidas por moagem de alta energia
2014 - GUEDES SILVA, C.C.; CARVALHO, F.M.S.; FERREIRA, T.S.; GENOVA, L.A.
Influência da razão molar de alumina e titânia na formação de titanato de aluminio
2014 - GUEDES SILVA, C.C.; CARVALHO, F.M.S.; FERREIRA, T.S.; GENOVA, L.A.
Sintese e caracterizacao de titanato de aluminio com diferentes aditivos
2004 - FERREIRA, T.S.; GENOVA, L.A.
Efeito da moagem de alta energia nas características de cerâmicas de Alsub(2)TiOsub(5)
2013 - GENOVA, L.A.; CARVALHO, F.M.S.; FERREIRA, T.S.; GUEDES SILVA, C.C.