Análise das propriedades de ferramenta de corte ceramicas de nitreto de silicio (Si3 N4 ) usando diferentes aditivos

Resumo: A busca incessante por novos materiais faz parte do desenvolvimento científico e tecnológico das indústrias no país. Entretanto entre as classes dos materiais, os cerâmicos vêm apresentando importantes evoluções do ponto de vista cientifico e tecnológico, com destaque para as cerâmicas de predominância covalente, as quais possui importante aplicações, onde resistência a abrasão e dureza são solicitadas. Entre os materiais covalentes, os autores têm desenvolvido diversos trabalhos de pesquisas em busca de melhorias de w e redução de custo. Porem à produção de cerâmica a base de nitreto de silício (Si3 N4 ) com custo reduzido somente é possível se for utilizado métodos e aditivos diferentes. O objetivo desse trabalho é desenvolvimento de composições a base de nitreto de silício (Si3 N4 ) utilizando diferentes aditivos tais como: Y2 O3 , CeO2 , Al2 O3 , e CTR2 O3 em quantidades variadas. Para o desenvolvimento das cerâmicas, as misturas dos pós foram homogeneizadas, secadas, compactadas e sinterizadas utilizando o processo de sinterização normal a 1850 o C, por 1h, com taxa de aquecimento de 25 o C/min. As caracterizações foram realizadas em função da densidade relativa pelo método de Arqhimedes, perda de massa pela medida antes e após sinterização, analise das fases por difração de raios–X, microestrutura por microscópico eletrônico de varredura (MEV), e dureza e tenacidade à fratura pelo mé- todo de indentação. Os resultados obtidos mostraram densidade relativa de 97 a 98, microdureza Vickers de 17 a 19 GPa, tenacidade a fratura de 5,6 a 6,8 MPa.m1/2. As diferentes fases foram obtidas em função dos tipos de aditivos utilizados. Os resultados obtidos são promissores para aplicações tribológicas

Estudo da usinagem com ferramentas cerâmicas de Si3 N4 revestida com diamante

A crescente evolução das indústrias automobilísticas vem estimulando cada vez mais a competitividade no mercado. Alguns fatos são determinantes para o sucesso dessas empresas, como, a redução da polui- ção, design, melhoria do tempo de vidas das peças, redução de custo de manufaturas, entre outros. Para tal melhoria, as empresas tiveram como necessidade, investimentos em pesquisas e equipamentos. Um dos processos mais difícil é a usinagem dos blocos de motores, que normalmente são fabricados de ferro fundido cinzento (GCI), ferro fundido vermicular (CGI), e outros que apresenta baixa usinabilidade, promovendo elevado gasto com ferramentas, alem de tempos improdutivos utilizados para trocas das ferramentas e averiguação. A necessidade vigente, dessas indústrias tem levado, e motivado pesquisas em desenvolvimento e revestimento de ferramentas cerâmicas. Entre as ferramentas mais promissoras para usinagem das ligas utilizadas nos blocos de motores estão as ferramentas cerâmicas de nitreto de silício (Si3 N4 ). Essas ferramentas oferecem uma combinação única de propriedades, como resistência mecânica à altas temperaturas, resistência a ataque químico e abrasão, leveza, dentre outras. Neste trabalho serão utilizadas ferramentas cerâ- micas à base de (Si3 N4 ) revestidas com diamante pelo processo CVD no torneamento do ferro fundido cinzento nas velocidades de corte de 180, 240, 300 e 360 m/min., com avanço variando de 0,12 à 0,40 mm/rot. e profundidade de corte constante de 1.0 mm. Os resultados mostraram que a Vc =300m/min e f=0,33 mm/rot promoverão importantes reduções das forças de corte, menor rugosidade da peça e comprimento de corte de 7883m. Esses resultados são promissores, e mostram a importância da otimização dos parâmetros da usinagem

Evaluation of the reliability of Si3N4-Al2O3 -CTR2O3 ceramics through Weibull analysis

The objective of this work has been to compare the reliability of two Si3N4 ceramics, with Y2O3/Al2O3 or CTR2O3/Al2O3 mixtures as additives, in regard to their 4-point bending strength and to confirm the potential of the rare earth oxide mixture, CTR2O3, produced at FAENQUIL, as an alternative, low cost sinter additive for pure Y2O3 in the sintering of Si3N4 ceramics. The oxide mixture CTR2O3 is a solid solution formed mainly by Y2O3, Er2O3, Yb2O3 and Dy2O3 with other minor constituents and is obtained at a cost of only 20% of pure Y2O3. Samples were sintered by a gas pressure sintering process at 1900 °C under a nitrogen pressure of 1.5 MPa and an isothermal holding time of 2 h. The obtained materials were characterized by their relative density, phase composition and bending strength. The Weibull analysis was used to describe the reliability of these materials. Both materials produced presented relative densities higher than 99.5%t.d., b-Si3N4 and Y3Al5O12 (YAG) as cristalline phases and bending strengths higher than 650 MPa, thus demonstrating similar behaviors regarding their physical, chemical and mechanical characteristics. The statistical analysis of their strength also showed similar results for both materials, with Weibull moduli m of about 15 and characteristic stress values s o of about 700 MPa. These results confirmed the possibility of using the rare earth oxide mixture, CTR2O3, as sinter additive for high performance Si3N4 ceramics, without prejudice of the mechanical properties when compared to Si3N4 ceramics sintered with pure Y2O3

Si3N4 ceramic cutting tool sintered with CeO2 and Al2O3 additives with AlCrN coating

Ceramic cutting tools are showing a growing market perspective in terms of application on machining operations due to their high hardness, wear resistance, and machining without a cutting fluid, therefore are good candidates for cast iron and Nickel superalloys machining. The objective of the present paper was the development of Si3N4 based ceramic cutting insert, characterization of its physical and mechanical properties, and subsequent coating with AlCrN using a PVD method. The characterization of the coating was made using an optical profiler, XRD, AFM and microhardness tester. The results showed that the tool presented a fracture toughness of 6.43 MPa.m½ and hardness of 16 GPa. The hardness reached 31 GPa after coating. The machining tests showed a decrease on workpiece roughness when machining with coated insert, in comparison with the uncoated cutting tool. Probably this fact is related to hardness, roughness and topography of AlCrN.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Characterisation of microbial attack on archaeological bone

As part of an EU funded project to investigate the factors influencing bone preservation in the archaeological record, more than 250 bones from 41 archaeological sites in five countries spanning four climatic regions were studied for diagenetic alteration. Sites were selected to cover a range of environmental conditions and archaeological contexts. Microscopic and physical (mercury intrusion porosimetry) analyses of these bones revealed that the majority (68%) had suffered microbial attack. Furthermore, significant differences were found between animal and human bone in both the state of preservation and the type of microbial attack present. These differences in preservation might result from differences in early taphonomy of the bones. © 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved