Tashiro, Rafael Hideki2026-01-072026-01-072026-01-07https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9567Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestruturae Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial para à obtenção do título de bacharel em Engenharia de Materiais.A busca por materiais de alto desempenho motiva o desenvolvimento de compósitos de matriz cerâmica. Um desafio fundamental no seu processamento é a sinterização, que visa a densificação, mas é juntamente acompanhada pelo crescimento de grãos, um fenômeno que pode comprometer a densificação. Este estudo produziu e avaliou compósitos cerâmicos de alumina (Al₂O₃) e zircônia parcialmente estabilizada com ítria (Y-PSZ), com o propósito central de investigar como duas técnicas de sinterização distintas – a sinterização convencional (CS) e a sinterização em duas etapas (TSS) – influenciam a microestrutura e as propriedades físicas desses materiais, com foco especial em conter o crescimento dos grãos. Para isso, as matérias-primas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e granulometria a laser (DTP), a fim de analisar a morfologia e distribuição de tamanhos de partículas, além de análises de difração de raios-x (DRX) para caracterização cristalográfica. Foram fabricados corpos de prova por prensagem uniaxial e realizados os tratamentos térmicos sob dois ciclos: CS a 1500°C e a 1450°C com patamar único por 4 horas, e TSS com um pico rápido a 1450°C seguido de uma etapa prolongada a 1305°C, também por 4 horas. Os resultados revelaram que os pós iniciais possuíam forte tendência à aglomeração, um fator que marcou todo o processamento. A sinterização convencional se mostrou mais eficaz para a densificação, alcançando valores 10% superiores de densidade relativa para a alumina pura em CS contra TSS e 12% maiores para o compósito em CS contra TSS. Na sinterização convencional, esses resultados ocorreram ao custo de um crescimento de grão mais significativo e de uma microestrutura menos homogênea. Por outro lado, a sinterização em duas etapas cumpriu com sucesso seu papel principal, inibindo o crescimento dos grãos e resultando em microestruturas mais refinadas, com tamanho médio de grãos de alumina de 0,61 μm para amostras de alumina pura e uma distribuição média de 0,56 μm para o compósito. No entanto, a densificação limitada apresentada pelas técnicas, indicam que a sinterização não foi concluída principalmente devido ao grau de aglomeração, distribuição de tamanhos de partículas e cristalografia apresentada pelas matérias-primas. A incorporação de Y-PSZ trouxe um ligeiro ganho de densidade a verde, mas sua natureza aglomerada limitou seu efeito inibidor no crescimento de grãos durante a CS. Concluí-se que a sinterização em duas etapas (TSS) é uma técnica eficiente para obter microestruturas refinadas, porém seu sucesso pleno depende crucialmente de se superar o desafio da aglomeração dos pós e de se aprimorar os parâmetros do processo para alcançar uma densificação satisfatória em conjunto com o controle granulométrico. Resumen La búsqueda de materiales de alto rendimiento motiva el desarrollo de compuestos de matriz cerámica. Un desafío fundamental en su procesamiento es la sinterización, que busca la densificación, pero viene acompañada del crecimiento de grano, un fenómeno que puede comprometer la densificación. Este estudio produjo y evaluó compuestos cerámicos de alúmina (Al₂O₃) y circona parcialmente estabilizada con itria (Y-PSZ), con el propósito central de investigar cómo dos técnicas de sinterización distintas – la sinterización convencional (CS) y la sinterización en dos etapas (TSS) – influyen en la microestructura y las propiedades físicas de estos materiales, con especial atención a contener el crecimiento de los granos. Para ello, las materias primas se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y granulometría láser (DTP), a fin de analizar la morfología y distribución de tamaños de partícula, además de análisis de difracción de rayos X (DRX) para caracterización cristalográfica. Se fabricaron probetas por prensado uniaxial y se realizaron los tratamientos térmicos bajo dos ciclos: CS a 1500°C y a 1450°C con una meseta única de 4 horas, y TSS con un pico rápido a 1450°C seguido de una etapa prolongada a 1305°C, también por 4 horas. Los resultados revelaron que los polvos iniciales poseían una fuerte tendencia a la aglomeración, un factor que marcó todo el procesamiento. La sinterización convencional fue más eficaz para la densificación, alcanzando valores de densidad relativa un 10% superiores para la alúmina pura en CS frente a TSS y un 12% mayores para el compuesto en CS frente a TSS. En la sinterización convencional, estos resultados se obtuvieron a costa de un crecimiento de grano más significativo y una microestructura menos homogénea. Por otro lado, la sinterización en dos etapas cumplió con éxito su papel principal, inhibiendo el crecimiento de los granos y resultando en microestructuras más refinadas, con un tamaño medio de grano de alúmina de 0,61 µm para las muestras de alúmina pura y una distribución media de 0,56 µm para el compuesto. Sin embargo, la densificación limitada presentada por las técnicas indica que la sinterización no se completó, principalmente debido al grado de aglomeración, la distribución de tamaños de partícula y la cristalografía presentada por las materias primas. La incorporación de Y-PSZ aportó una ligera ganancia en la densidad en verde, pero su naturaleza aglomerada limitó su efecto inhibidor del crecimiento de grano durante la CS. Se concluye que la sinterización en dos etapas (TSS) es una técnica eficiente para obtener microestructuras refinadas, aunque su éxito completo depende crucialmente de superar el desafío de la aglomeración de los polvos y de mejorar los parámetros del proceso para alcanzar una densificación satisfactoria junto con el control del tamaño de grano.viopenAccesssinterizaçãoaluminazircôniadensificação