A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 6. Física dos Fluidos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas |
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SINTERIZAÇÃO DE TITÂNIO PURO USANDO O PLASMA COMO FONTE DE ENERGIA |
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Mara Viviane dos Santos 2 |
Fabio Weber 1 |
Allan Seeber 1 |
Paola Egert Ortiz 2 |
Heloisa Regina Turatti Silva 2 |
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(1. Departamento de Engenharia e Ciências dos Materiais/UFSC; 2. Engenharia Ambiental/UNISUL) |
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INTRODUÇÃO: |
O titânio é um material que tem como principal característica sua elevada relação resistência/peso, além de uma boa resistência à corrosão. Estas propriedades fazem do titânio um material muito utilizado na indústria automobilística e aeroespacial. Outra aplicação muito significativa do titânio está na sua utilização como material base para a fabricação de próteses médico-odontológicas. Neste setor a importância do titânio está, além da sua resistência mecânica, na sua elevada biocompatibilidade. Porém, o elevado custo de fabricação de componentes de titânio tem estimulado pesquisadores a desenvolver processos alternativos de fabricação. Assim, os processos “próximos da forma final” têm apresentado grande interesse. Dentre eles podemos citar a Metalurgia do Pó (M/P), que apresenta um elevado controle dimensional, e a possibilidade de fabricação de geometrias complexas com custos reduzidos. Associada à tecnologia de plasma, a M/P tem se tornado um processo de fabricação que oferece um grande número de alternativas para elaboração de novos componentes. Neste trabalho propõe-se um estudo sobre a sinterização de titânio puro assistida por plasma, em descarga elétrica dc de Ar-H2,. Este estudo envolve a investigação do processo de sinterização, desde a compactação do pó de titânio até a análise da microestrutura da amostra sinterizada, correlacionando estas características com os parâmetros macroscópicos da descarga. |
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METODOLOGIA: |
Para o desenvolvimento do trabalho estão sendo preparadas amostras compactadas na forma cilíndrica com diâmetro de 9,5 mm e 8 mm de altura. Estas amostras são fabricadas com pó esférico atomizado de titânio grau 1 (pureza de 99,9%), com tamanho de partícula de 150 mesh (100 mm). O processo de compactação está sendo realizado em uma matriz uniaxial de duplo efeito com o auxílio de uma máquina de ensaio universal EMIC DL30000, que apresenta capacidade de carga máxima de 300 kN. A técnica de sinterização por plasma, utilizando uma descarga elétrica dc em regime anormal como fonte de aquecimento. As montagens normalmente utilizadas para processamento das amostras podem apresentar diferentes configurações.Para analisar a microestrutura das amostras sinterizadas, estas serão cortadas transversalmente, preparadas metalograficamente e atacadas com reagente Kroll (elaborado com 100 ml de água, 1-3 ml d ácido hydrofluorídrico, 2-6 ml ácido nítrico). A análise da microestrutura das amostras será realizada por microscopia ótica (Carl Zeiss – Neophot 30) e microscopia eletrônica de varredura (Philips XL30), auxiliada por microsonda de raios-X de comprimento de onda dispersivo.A quantificação da porosidade superficial da amostra e análise do crescimento dos grãos será realizada a partir das imagens de superfície obtidas através do microscópio eletrônico de varredura e do microscópio ótico. |
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RESULTADOS: |
Na etapa de compactação, os parâmetros utilizados foram 300 MPa, 400 MPa e 500 MPa para a pressão de compactação das amostras. Os resultados preliminares obtidos durante a compactação das primeiras amostras indicam que é possível estabelecer uma rotina de compactação com a qual podemos obter um conjunto de dados que permitirá um maior controle sobre as características do material a ser sinterizado. No entanto, nota-se aqui a necessidade de definição de parâmetros de ajustes no que tange a execução do ensaio e também na avaliação estatística dos dados coletados. Alguns ensaios de sinterização de titânio puro assistido por plasma foram realizados, identificando e analisando os parâmetros associados à descarga. Para as temperaturas de 900º e 1020ºC a micrografia das amostras analisadas demonstra que já nestas temperaturas tem-se o inicio do processo de sinterização. |
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CONCLUSÕES: |
Concluímos que o desenvolvimento do processo de sinterização assistida por plasma é tecnologicamente viável. Este resultado é bastante importante uma vez que, através de processos convencionais, a sinterização do titânio é cara e de difícil realização. |
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Instituição de fomento: Pronex/Fapesc/cnpq
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Sinterização; Plasma; Titânio. |
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Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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