PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
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Dissertação de Mestrado 2023

Moldagem por injeção de alumina com utilização de polietilenoglicol como ligante hidrossolúvel

Autor

Natália Simões Evangelista

Orientador

  • Orientador Carlos Alberto Alves Cairo

Área de Concentração

Materiais, Manufatura e Automação

Data de Defesa

24/08/2023

Número da Tese

79341

Resumo

A moldagem por injeção de cerâmicas apresenta-se como uma técnica efetiva e de baixo custo para produção de peças cerâmicas com formatos complexos. Este trabalho tem como objetivo a formulação de um feedstock ótimo para produção de peças de alumina através do método de injeção, utilizando o polietilenoglicol (PEG) como ligante secundário solúvel em água. Esse processo consiste na mistura de pó de alumina com ligantes poliméricos, seguida pelas etapas de moldagem por injeção, remoção de ligantes em duas etapas e sinterização. Para que todo o processo fosse realizado com sucesso, foram desenvolvidos alguns estudos para determinar os tipos de ligante a serem utilizados, suas proporções ideais, o método mais eficaz para produzir uma massa de injeção homogênea e em quais condições a mistura, a moldagem por injeção, a remoção de ligantes e a sinterização devem ser realizadas. Neste trabalho, todas as etapas da moldagem por injeção foram estudadas de forma a maximizar a densificação final e a resistência mecânica das peças. Com o auxílio de análises reológicas e termogravimétricas, foi possível estudar como o tamanho de partícula do pó de alumina, o tamanho da cadeia polimérica do PEG, a proporção mássica entre o sistema de ligantes e pó cerâmico e as temperaturas de mistura e de injeção influenciam nas propriedades finais da peça. Por fim, as medidas de massa específica determinaram peças com 95,2% a 97,8% da massa específica teórica da alumina e, a partir dos resultados de ensaio de flexão em três pontos, foram observadas tensões de ruptura de 297,40 MPa a 397,47 MPa.

Palavras-chave

Óxidos de alumínio Cerâmica Moldagem por injeção Solventes Metalurgia do pó Ensaios de materiais Propriedades mecânicas Engenharia de materiais