Pó de Alumina Reforçada com Zircónia (ZTA) da SUOYI, Cerâmica ZTA

Pó de Alumina Reforçada com Zircónia (ZTA) da SUOYI, Cerâmica ZTA
O pó de alumina reforçada com zircónia, comparativamente às cerâmicas monofásicas de Al₂O₃ e ZrO₂ monoclínicas, possui propriedades mecânicas superiores, apresentando amplas perspetivas de aplicação em campos industriais de ponta, como a biomedicina, eletrónica, semicondutores e cerâmicas funcionais.
A cerâmica de alumina reforçada com zircónia, abreviada como cerâmica ZTA, apresenta uma elevada dureza, um elevado ponto de fusão e resistência à corrosão ácida e alcalina, bem como uma forte tenacidade, sendo adequada para diversas aplicações em cerâmicas estruturais de alta temperatura.
1. Quando o teor de óxido de zircónio é de 10% a 20%, pode inibir a acidez do crescimento do cristal de alumínio, aumentando assim a dureza do material.
2.º Quando o teor de óxido de zircónio é de 12% a 15%, a dureza e a resistência da cerâmica ZTA atingem os seus valores máximos.
3.º Quando o teor de óxido de zircónio é de 20% e se encontra num estado altamente disperso, as propriedades mecânicas da cerâmica ZTA atingem o seu melhor desempenho após prensagem a quente e sinterização.
Na preparação do pó compósito de ZrO₂/Al₂O₃, o processo principal envolve múltiplas etapas, como a formação do corpo verde e a sinterização. Para melhorar o desempenho da cerâmica de alumina reforçada com zircónia, a qualidade do pó compósito de ZrO₂/Al₂O₃ deve ser garantida em primeiro lugar. Síntese hidrotérmica.
1. Método Contínuo: As matérias-primas zircónia e alumina são misturadas numa proporção específica e reagem diretamente num reator à temperatura e pressão ambiente para gerar nanopartículas. A alumina reveste completamente as partículas de zircónia. Após filtração, secagem e calcinação a 880 °C, obtém-se um pó compósito homogéneo de ZrO₂/Al₂O₃.
2.º Método de Mistura Mecânica: O método de mistura mecânica envolve a mistura e moagem em moinho de bolas dos pós compostos de alumina monoclínica e zircónia monoclínica, seguida de sinterização. O método de mistura mecânica para a preparação do pó compósito de ZrO₂/Al₂O₃ requer a mistura e moagem em moinho de bolas das matérias-primas em pó, seguida de sinterização. Este método é direto e simples, mas não garante a dispersão uniforme dos componentes multifásicos.
3.º Método de Coprecipitação: Um método típico de coprecipitação envolve a preparação de uma solução aquosa mista de ZrOCl₂·8H₂O e AlCl₃·6H₂O. Esta solução é depois atomizada e adicionada a uma solução aquosa diluída de amoníaco (pH = 9) a uma temperatura constante de 40 °C, com agitação rápida para produzir o coprecipitado. O precipitado é depois filtrado, seco, moído e calcinado a 840 °C para obter um pó compósito homogéneo de ZrO₂/Al₂O₃.
4.º Método Sol-Gel: O método sol-gel para preparar o pó compósito de ZrO₂/Al₂O₃ requer, em primeiro lugar, a mistura homogénea de sais de zircónio (alumínio) inorgânicos ou orgânicos em solução, seguida de hidrólise e polimerização para gerar um sistema sol. O sol é transparente e, após envelhecimento e polimerização, forma um gel. A secagem e calcinação do gel produzem o pó nanocompósito de ZrO₂/Al₂O₃. Este método de preparação melhora a dispersão do ZrO₂ dentro do Al₂O₃.
5.º Método de Síntese Hidrotérmica: O método de síntese hidrotérmica utiliza um recipiente de pressão bem selado (que requer um investimento significativo). Uma solução aquosa é colocada no interior do recipiente como meio de reação, e o recipiente é aquecido para dissolver substâncias insolúveis ou pouco solúveis em condições normais, seguindo-se a recristalização. O pó compósito de ZrO₂/Al₂O₃ pode ser preparado através deste método.
Independentemente do método utilizado, é essencial garantir tanto um tamanho de partícula pequeno e uma distribuição granulométrica estreita de ZrO₂, como uma dispersão uniforme de ZrO₂, para que as partículas de Al₂O₃ possam encapsular completamente o ZrO₂ e produzir um bom efeito de tenacificação.