Obtenção de compósitos cerâmicos baseados em Al2O3/TiC através dos precursores poliméricos

The obtaining of ceramic materials from polymeric precursors is subject of numerous studies due to lower energy costs compared to conventional processing. The aim of this study is to investigate and improve the mechanism for obtaining ceramic matrix composite (CMC) based on SiOC/Al2O3/TiC by pyrolysis of polysiloxane in the presence of an active filler and inert filler in the pyrolysis temperature lower than the usually adopted for this technique, with greater strength. It also investigates the influence of pyrolysis temperature, the content of Alas active filler, the presence of infiltrating agents (Al, glass and polymer) after pyrolysis, temperature and infiltration time on some physical and mechanical properties. Alumina is used as inert filler and Al and Ti as active filler in the pyrolysis. Aluminum, glass and polysiloxane are used as agents infiltrating the post-pyrolysis. The results are analyzed with respect to porosity and bulk density by the Archimedes method, the presence of crystalline phases by X-ray diffraction (XRD) and microstructure by scanning electron microscopy (SEM). The ceramic pyrolyzed between 850 °C 1400 °C contain porosity 15% to 33%, density 2.34 g/cm3 and flexural strength at 4 points from 30 to 42 MPa. The microstructure features are porous, with an array of Al2O3 reinforced by TiC particles and AlTi3. The infiltration post-pyrolysis reveals decrease in porosity and increase density and strength. The composites have potential applications where thermal stability is the main requirement

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

A obtenção de materiais cerâmicos a partir de precursores poliméricos é objeto de inúmeros estudos devido ao menor custo energético em relação ao processamento convencional. O objetivo deste trabalho foi investigar e aprimorar o mecanismo de obtenção de compósito de matriz cerâmica (CMC) baseado em SiOC/Al2O3/TiC pela pirólise de um polissiloxano em presença de cargas ativa e inerte, em temperatura de pirólise inferior à usualmente adotada para essa técnica, com maior resistênci mecânica. Também se investiga a influência da temperatura de pirólise, do teor de Al como carga ativa, da presença de agentes infiltrantes (Al, vidro de La e polímero polissiloxano) pós-pirólise, da temperatura e do tempo de infiltração sobre algumas propriedades físicas e mecânicas. A alumina é utilizada como carga inerte e Ti e Al como carga ativa na pirólise. Alumínio, vidro de La e um polissiloxano são utilizados como agentes infiltrantes pós-pirólise. Os materiais obtidos foram analisados com relação à porosidade e densidade aparente pelo método de Arquimedes, a presença de fases cristalinas por difratometria de raios-X (DRX) e a microestrutura por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os corpos cerâmicos pirolisados entre 850 °C 1400 °C apresentam porosidade de 15 -33%, densidade de 2,34 2,62 g/cm3 e resistência mecânica à flexão em 4 pontos de 30 -42 MPa. A microestrutura apresentou-se porosa, com uma matriz de Al2O3 reforçada por partículas de TiC e AlTi3. A infiltração pós-pirólise revelou redução da porosidade e incremento da densidade, dos corpos infiltrados, em torno de 20% e da resistência mecânica em torno de 40%, com o Al e o polímero agindo mais eficazmente como agentes infiltrantes, sob vácuo. As propriedades mecânicas de compósitos processados sem pressão de compactação se apresentaram equivalentes àquelas de algumas literaturas em que se utilizou pressão de compactação e retração linear de apenas 2%, bem. Os compósitos obtidos apresentam potencial de aplicação onde estabilidade térmica é o principal requisito.