Produção de carbeto de silício reforçado por óxido de grafeno

Abstract

Esta dissertação teve o objetivo de produzir um compósito de carbeto de silício (SiC) reforçado por óxido de grafeno (GO). Portanto, os principais objetivos da dissertação foram sintetizar o GO (pelo método de Hummers modificado) e sinterizar o carbeto de silício nacional puro e em presença de fase líquida com alumina e ítria e depois incorporar o GO, a fim de comparar as seguintes propriedades: densidade, dureza e tenacidade à fratura. O GO foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopias Raman, XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) e Infravermelho. Os resultados são compatíveis com os encontrados na literatura e comprovam a produção de GO. Após esta etapa, foram preparadas quatro misturas. A mistura A foi produzida com 100 % de SiC. A mistura B, com 95% em peso (p/p) de SiC e 5% (p/p) de aditivos. As misturas A1 e B1 foram obtidas pela adição de 4% em volume (v/v) de óxido de grafeno às misturas iniciais A e B, respectivamente. Os aditivos foram utilizados na razão de 36,35% (p/p) de Y2O3 e 63,65% (p/p) de Al2O3. Os corpos de prova de cada mistura foram sinterizados por plasma pulsado (SPS “Spark Plasma Sintering”) e calcularam-se a densidade, a dureza e a tenacidade à fratura. Dos resultados obtidos, observou-se que, com a incorporação do GO, a densificação aumentou com a presença de aditivos e ficou aproximadamente constante com a adição de óxido de grafeno, ao passo que a dureza do material final diminuiu com a adição de óxido de grafeno, o que é um indicativo de aumento de tenacidade. Estes resultados são compatíveis com os esperados para compósitos cerâmicos com GO, conforme indicado na revisão bibliográfica.