Determinação da estabilidade de fases à 1300oC do sistema Al2O3-Y2O3-Ta2O5

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, Juliana Pereira De lattes
Orientador(a): Ramos, Alfeu Saraiva lattes
Banca de defesa: Santos, Claudinei Dos, Freitas, Bruno Xavier De
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Alfenas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unifal-mg.edu.br/handle/123456789/2348
Resumo: Ceramics of pseudo-ternary Al2O3-Y2O3-Ta2O5 system have potential for applications in engineering areas due to the mechanical properties in compression and fracture toughness of Al2O3-Y2O3 ceramics and others Al2O3-Ta2O5 ceramics related to catalytic processes. However, no information on the phase stability of the Al2O3-Y2O3-Ta2O5 system was found in the literature. Thus, the present research aims to determine the phase stability at 1300ºC of this pseudo-ternary system. Information from the corresponding pseudo-binary systems will be used for an initial proposition of possible biphasic and/or three-phase regions. Based on this information, different chemical compositions, in mol-%, were considered. After weighing, the mixtures of Al2O3, Y2O3 and Ta2O5 powders were homogenized in a ball mill for 10 min, using a WC vial (80mL) and alumina balls (10mm in diameter), to minimize their contamination. In sequence, the cylinder samples with 10 mm diameter were prepared by axial pressing of 187 MPa. The green compacts of Al2O3-Y2O3-Ta2O5 ceramics were heat-treated at 1300ºC for 72 h and 222 h, aiming to obtain equilibrium microstructures. Samples of heat-treated Al2O3-Y2O3-Ta2O5 ceramics were characterized by means of X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry techniques. The results have confirmed the existence of three-phase Y2O3+Y4Al2O9+Y3TaO7 and YTa7O19+AlTaO4+Ta2O5 regions from the 11.11Al2O3 – 8.33Ta2O5-80.56Y2O3 and 16.67Al2O3-78.57Ta2O5-4.76Y2O3 (mol-%), respectively.
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Information from the corresponding pseudo-binary systems will be used for an initial proposition of possible biphasic and/or three-phase regions. Based on this information, different chemical compositions, in mol-%, were considered. After weighing, the mixtures of Al2O3, Y2O3 and Ta2O5 powders were homogenized in a ball mill for 10 min, using a WC vial (80mL) and alumina balls (10mm in diameter), to minimize their contamination. In sequence, the cylinder samples with 10 mm diameter were prepared by axial pressing of 187 MPa. The green compacts of Al2O3-Y2O3-Ta2O5 ceramics were heat-treated at 1300ºC for 72 h and 222 h, aiming to obtain equilibrium microstructures. Samples of heat-treated Al2O3-Y2O3-Ta2O5 ceramics were characterized by means of X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry techniques. The results have confirmed the existence of three-phase Y2O3+Y4Al2O9+Y3TaO7 and YTa7O19+AlTaO4+Ta2O5 regions from the 11.11Al2O3 – 8.33Ta2O5-80.56Y2O3 and 16.67Al2O3-78.57Ta2O5-4.76Y2O3 (mol-%), respectively.Cerâmicas do sistema pseudo-ternário Al2O3-Y2O3-Ta2O5 apresentam potencial para aplicações em áreas de engenharia devido as propriedades mecânicas de compressão e tenacidade à fratura de cerâmicas de Al2O3-Y2O3 e outras de Al2O3-Ta2O5 relacionadas com processos catalíticos. No entanto, não foram encontradas na literatura informações sobre a estabilidade de fases no sistema Al2O3-Y2O3-Ta2O5. Dessa forma, a presente dissertação visa a determinação da estabilidade de fases à 1300oC deste sistema pseudo-ternário. Informações provenientes dos sistemas pseudo-binários correspondentes serão utilizados para uma proposição inicial de possíveis regiões bifásicas e/ou trifásicas. A partir destas informações, diferentes composições químicas, em %-molar, foram consideradas, sendo as misturas de pós de Al2O3, Y2O3 e Ta2O5 homogeneizadas em moinho de bolas por 10 min, utilizando vaso de WC (80mL) e esferas de alumina (10mm de diâmetro), para minimizar a contaminação. Na sequência, pastilhas com 10mm de diâmetro foram compactadas por prensagem uniaxial de 187 MPa. Os compactados à verde das cerâmicas de Al2O3-Y2O3-Ta2O5 foram tratados termicamente à 1300oC por 72 h e 222 h, visando a obtenção de microestruturas de equilíbrio. Amostras de cerâmicas de Al2O3-Y2O3-Ta2O5 tratadas termicamente foram caracterizadas por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva. Os resultados têm confirmado a existência das regiões trifásicas de Y2O3+Y4Al2O9+Y3TaO7 e YTa7O19+AlTaO4+Ta2O5, a partir das composições químicas de 11,11Al2O3 - 8,33Ta2O5-80,56Y2O3 e 16,67Al2O3-78,57Ta2O5-4,76Y2O3 (%-molar), respectivamente.application/pdfporUniversidade Federal de AlfenasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUNIFAL-MGBrasilInstituto de Ciência e Tecnologiainfo:eu-repo/semantics/openAccessDiagrama de Fases.Tratamento Térmico.Óxido de Alumínio.Óxido de Ítrio.Pentóxido de Tântalo.ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICADeterminação da estabilidade de fases à 1300oC do sistema Al2O3-Y2O3-Ta2O5Determination of phase stability at 1300°C in the Al2O3-Y2O3-Ta2O5 systeminfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion-4297417259498638931600600-6537518533376133430reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alfenas - RiUnifalinstname:Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL)instacron:UNIFALOliveira, Juliana Pereira DeLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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