Emulsion Detonation Synthesis (EDS) zirconia-based CERMETs

Abstract

A realização deste trabalho tem como objetivo a produção e caracterização de compósitos de metal em matriz cerâmica (CERMETOS). Assim sendo, e tendo como base pós cerâmicos e compósitos produzidos pela INNOVNANO, foram também produzidos pós por mecanossíntese. Os pós à base de zircónia estabilizada com ítria (YSZ), produzidos por estes dois métodos, foram caracterizados cristalográfica, química, morfológica, reológica, térmica e magneticamente. Os pós foram compactados e sinterizados em vácuo, seguindo-se a sua caracterização, principalmente estrutural, microestrutural, mecânica e magnética. Todos os resultados foram analisados com olhar crítico e tentando relacionar as propriedades físicas e químicas dos pós e compactos verdes com as propriedades finais dos sinterizados. A comparação entre cerâmicos e compósitos (quer pós, quer sinterizados) foi sempre o principal objetivo deste trabalho. Os resultados incluem a avaliação da importância das várias etapas de preparação dos pós, essencialmente no processo produtivo da INNOVNANO, a avaliação da estabilização da fase tetragonal da zircónia, a resposta magnética e a interpretação do decréscimo nas propriedades mecânicas verificado nos compósitos.

This work main goal is to develop metal composites on a ceramic matrix, designated as CERMETs. Hence, and having as starting materials the ceramic and composite powders produced by INNOVNANO, mechanosynthesis powders were also prepared. The yttria stabilized zirconia (YSZ) based powders (produced by those two methods) were crystallographic, chemically, morphologically, rheological, thermal and magnetically characterized. Pressed compacts from the previous powders were prepared and sintered in vacuum conditions, followed by their characterization namely in terms of structure, microstructure, mechanical and magnetic behavior. The results were analyzed with a critical mind, trying to co-relate the physical and chemical properties of the powders and green compacts with the final sintered properties. The comparison between ceramic and composites (either powders, either sintered compacts) was always the main goal during the development of this work. The results include the evaluation of the meaning and importance of the several powders preparation steps that are conducted in INNOVNANO’s producing method, the importance of the tetragonal zirconia phase stabilization, the magnetic response and the interpretation of the decrease in mechanical resistance verified in CERMETs.