Desenvolvimento de cerâmicas de nitreto de boro hexagonal por sinterização por spark plasma e prensagem a quente (uniaxial e isostática)

dc.contributor.advisor1Kiminami, Ruth Herta Goldschmidt Aliaga
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7643216999108223por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0885-6191por
dc.contributor.authorAlmeida, Tatiani Falvo
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1531166561984714por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-1474-935Xpor
dc.date.accessioned2025-01-13T20:06:45Z
dc.date.available2025-01-13T20:06:45Z
dc.date.issued2019-08-29
dc.description.abstractThis research has uniquely investigated the influence of three pressure sintering processes and the effect of adding calcium oxide – CaO, in microstructure, density and electrical resistivity of hexagonal boron nitride (h-BN). It was necessary a systematic study to analyze not only the influence of CaO, but also the effect of the type of sintering technique on these properties. The study has used two highly pure commercial h-BN powders (PSHP325 and PCPS302), which have different physical and chemical characteristics, particularly in terms of particles morphology and size, and the additive CaO in concentrations of 2.5%, 5% and 10% in weight. Mixing and homogenization of h-BN and CaO powders were made mechanically, in alcohol medium, followed by drying process. Sintering the nitride with and without the addition of CaO was made by hot pressing (HP), hot isostatic pressing (HIP) and spark plasma sintering (SPS), using different processing conditions, changing temperature, pressure and sintering stage. In terms of pure nitride, samples sintered by HIP, using raw material with higher medium particle size – D50 around 11 μm (PSHP325), presented aleatory grain orientation in the microstructure and the highest apparent density (DA) and dielectric constant – 2.08 g/cm3 and 5.75, respectively, when compared to the samples sintered by the other techniques. Related to the effect of CaO addition, the best results of DA were obtained to the mixtures containing 5% weight of the additive, independently of the sintering technique used. However, the sample resultant of the SPS processing, using finer h-BN powder (PCPS302) – D50 around 2 μm, was the one with higher density between all the analyzed samples, corresponding to 94.4% DT of the mixture, associated to a microstructure of aligned grains perpendicularly to pressing direction and a dielectric constant of 4.7.eng
dc.description.resumoEsta pesquisa estudou de forma inédita a influência de três técnicas de sinterização sob pressão e do efeito da adição do óxido de cálcio – CaO, na microestrutura, densidade e resistividade elétrica do nitreto de boro hexagonal (h-BN). Foi necessário realizar um estudo sistemático para analisar não só a influência do CaO, mas também o efeito do tipo de técnica de sinterização nessas propriedades. Para realizar este estudo, foram utilizados dois pós comerciais de h-BN (PSHP325 e PCPS302), com elevado grau de pureza e diferentes características físicas e químicas, em particular a morfologia e tamanho das partículas, e o aditivo CaO nos teores de 2,5%, 5% e 10% em massa. A mistura e homogeneização dos pós de h-BN com CaO foram feitas mecanicamente, em meio alcoólico, seguido por secagem. A sinterização do nitreto sem e com adição do CaO foi realizada por prensagem a quente (HP), prensagem isostática a quente (HIP) e por sinterização por spark plasma (SPS), tendo sido investigadas diferentes condições de processamento, variando-se temperatura, pressão e patamar de sinterização. Com relação ao nitreto puro, corpos sinterizados por HIP, utilizando-se matéria-prima com maior tamanho médio de partícula – D50 em torno de 11 μm (PSHP325), apresentaram orientação aleatória dos grãos na microestrutura e maiores densidade aparente (DA) e constante dielétrica – 2,08 g/cm3 e 5,75, respectivamente, quando comparados com aqueles sinterizados pelas outras técnicas. Com relação ao efeito do CaO, os melhores resultados de DA foram obtidos para as misturas com 5% em massa do aditivo, independentemente da técnica de sinterização adotada, sendo o corpo resultante do processamento por SPS, utilizando-se pó de h-BN mais fino (PCPS302) D50 em torno de 2 μm, aquele com maior densidade dentre todas as amostras analisadas, correspondendo a 94,4% da DT da mistura, associado à microestrutura de grãos alinhados perpendicularmente à direção da prensagem e constante dielétrica de 4,7.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationALMEIDA, Tatiani Falvo. Desenvolvimento de cerâmicas de nitreto de boro hexagonal por sinterização por spark plasma e prensagem a quente (uniaxial e isostática). 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21208.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21208
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectNitreto de boro hexagonalpor
dc.subjectPrensagem isostática a quentepor
dc.subjectPrensagem uniaxial a quentepor
dc.subjectSinterização por spark plasmapor
dc.subjectConstante dielétricapor
dc.subjectHexagonal boron nitrideeng
dc.subjectHot isostatic pressingeng
dc.subjectHot pressingeng
dc.subjectSpark plasma sinteringeng
dc.subjectDielectric constanteng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSpor
dc.titleDesenvolvimento de cerâmicas de nitreto de boro hexagonal por sinterização por spark plasma e prensagem a quente (uniaxial e isostática)por
dc.title.alternativeDevelopment hexagonal boron nitride ceramics by spark plasma sintering and hot pressing (uniaxial and isostatic)eng
dc.typeTesepor

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Tese de doutorado