Estudo do Sistema Metaestável B4C-Al Obtido por Síntese Mecânica

Abstract

Apesar da variedade de composições, número de técnicas de processamento e conhecida a diversidade de propriedades do B4C, é urgente encontrar (i) novos materiais baseados neste cerâmico, com propriedades específicas melhoradas, aumentar a experiência em (ii) novos processos de fabricação com impacto ecológico e económico importantes, e ainda incrementar o conhecimento do (iii) comportamento dos materiais, através da dualidade composição-microestrutura.

Estes são os principais objectivos deste trabalho. O propósito final é manter a fase monolítica romboédrica do B4C, através da optimização do conteúdo de um elemento metálico de baixa densidade de forma a eliminar o polítipo minoritário, o B12(CCC). Para tal, seleccionou-se o Al.

Recorreu-se à Síntese Mecânica (SM) para produzir soluções sólidas de carboneto de boro variando o teor em Al desde 2,5 até 50at.% a partir de pós comerciais. Foi possível concluir que 15 horas de síntese foram suficientes para eliminar a fase metálica CFC até teores de 25%at. Al, mantendo a estrutura romboédrica do cerâmico-base. Porém, e apesar do refinamento estrutural, não foi possível aferir da alteração dos grupos funcionais, ou seja, da cadeia principal e icosaedros.

Estas misturas foram, posteriormente, sujeitas a tratamento térmico até 1200ºC, com o intuito de testar a estabilidade estrutural/transformação de fases. Conclui-se que não houve segregação de fases elementares nem de qualquer outro composto previsto nos diagramas de equilíbrio, pelo menos até valores de 25%at Al.

Palavras-chave:

Carboneto de Boro, Alumínio, Dopante, Síntese Mecânica, Soluções Sólidas.