Efeitos da adição do fluoreto de lítio na densificação da alumina aditivada com 4% em peso de nióbia

Abstract

A utilização de novos componentes cerâmicos tem uma importância fundamental dentro do sistema de blindagem balística. A busca pela melhoria do comportamento de densificação da alumina tem sido um dos principais focos de estudos na área de Cerâmicos Avançados. O sistema cerâmico da alumina (Al2O3) adicionada com 4% em peso de nióbia (Nb2O5), representado neste trabalho como Al2O3 – 4% Nb2O5, possibilitou a redução da temperatura de sinterização da alumina de 1600°C para 1450°C. Neste contexto, surge como novo potencial, o uso do fluoreto de lítio (LiF), que atua como outro aditivo capaz de promover uma redução adicional na temperatura de sinterização do sistema já desenvolvido. A proposta deste trabalho consistiu em realizar adições em peso de LiF (1%, 2% e 3%) ao sistema cerâmico Al2O3 – 4% Nb2O5, com o principal objetivo de aumentar a densificação do sistema cerâmico, concomitantemente com uma redução da temperatura de sinterização para valores inferiores a 1450°C. Os resultados revelaram que o grupo de amostras com 1% LiF obteve a maior média de densificação em todas as temperaturas de sinterização testadas. Mais que isso, as amostras com 1% LiF sinterizadas a 1350°C (91,86% de densificação média) e 1400°C (93,08% de densificação média) atenderam ao objetivo principal deste trabalho, que foi aumentar a densificação do corpo cerâmico, com redução da temperatura de sinterização, quando comparadas com os resultados obtidos por Gomes (2004) em seu sistema cerâmico Al2O3 – 4% Nb2O5 sinterizado a 1450°C (89,2% de densificação média). Tudo indica, que as adições de 2% LiF e 3% LiF excederam a solubilidade dos grãos sólidos da alumina na fase líquida proporcionada pela fusão do LiF, refletidas nas densificações inferiores encontradas para estas adições, quando comparadas com a adição de 1% LiF ao sistema cerâmico. Neste trabalho, outras caracterizações foram realizadas. Os resultados indicaram, que em relação ao sistema cerâmico Al2O3 – 4% Nb2O5, a adição de LiF reduziu o tamanho médio de partícula e o tamanho médio de grão, provocou a formação de novas fases e ficou evidenciado o papel do LiF como aditivo de sinterização em presença de fase líquida, através das análises das superfícies das cerâmicas fraturadas. Além disso, a adição específica de 1% LiF conseguiu melhorar também as propriedades mecânicas, como dureza e módulo de elasticidade. Os resultados são indicativos para uma verificação futura do desempenho balístico deste novo corpo cerâmico, para melhor avaliar a sua aplicação em uma blindagem multicamada.