Microestrutura da alumina-zircônia

Os compósitos cerâmicos de alumina-zircônia apresentam uma  combinação benéfica das propriedades individuais das cerâmicas de alumina e de zircônia. Esta combinação resulta em compósitos cerâmicos com propriedades mecânicas melhores para aplicações estruturais, como para insertos para usinagem de materiais especiais. Tem sido relatado na literatura, que nestes compósitos cerâmicos a zircônia pura prejudica a sua densificação durante a etapa de sinterização. A densificação destes compósitos é uma característica essencial para garantir as suas propriedades mecânicas. No entanto, em relação ao uso de zircônia tetragonal, as informações na literatura especializada são praticamente inexistentes. 

Figura 1 – Imagens obtidas por MEV de elétrons secundários (A, C e E) e de elétrons etroespalhados (B,D e F) das superfícies dos compósitos cerâmicos sinterizados de Al2O3 - 3Y-ZrO2 com diferentes quantidades de zircônia (A e B = 5 %; C e D =7,5 % e E e F =10 % em peso de 3Y-ZrO2 ).

As imagens das microestruturas dos compósitos cerâmicos podem ser observadas na Figura 1. As imagens A, C e E foram obtidas utilizando elétrons secundários e permite a observação de poros nas microestruturas (grau de densificação). As imagens B, D e F foram obtidas por elétrons retroespalhados, nas quais podem ser observadas i) matriz de alumina - regiões mais escuras e ii) grãos de zircônia - grãos mais claros. Devido ao aumento e à resolução das imagens, somente é possível observar os grãos de zircônia com tamanhos na escala micrométrica. As imagens destas microestruturas apresentam: i) tamanhos de grãos da matriz de alumina em uma faixa muito grande, ii) tamanhos de grãos das inclusões de zircônia também muito grandes e iii) distribuições de grãos de 3Y-ZrO2 na matriz de Al2O3 não homogêneas. Estes resultados indicam que a técnica utilizada para mistura dos pós de alumina e de zircônia e para a desaglomeração dos aglomerados de nanopartículas de ambos os materiais não foi eficiente para estas tarefas.