Mecanossíntese de apatites e sinterização assistida por compactação com parafina - Silva, Sandra Isabel Fernandes Correia da (2012)
Este trabalho teve como objectivos principais a preparação de apatites com composições La10-xSi5Al0.5MO27-y (M = P, B), por mecanossíntese, tendo em vista a obtenção de amostras densas e monofásicas, estudar o efeito da parafina na compactação de pós e medir a condutividade eléctrica de amostras seleccionadas de modo a estabelecer correlações entre a composição, estrutura, microestrutura e tratamentos térmicos. Os pós foram preparados por moagem mecânica de alta energia (mecanossíntese), tendo sido obtida a fase pretendida (apatite), sem vestígios de reagentes ou fases secundárias., como se verificou através de DRX. Ocorreu incorporação, pelo menos parcial, dos aditivos, evidenciada pelas alterações de parâmetros de rede. Alargamento de picos de DRX e análises microestruturais dos pós mecanossintetizados revelaram um tamanho médio de cristalite próximo de 30 nm. Contudo, os pós mecanossintetizados apresentaram um certo nível de aglomeração, atestado por MET. A adição de parafina apenas se traduziu numa ligeira melhoria do empacotamento dos pós em pastilhas prensadas, sem ganhos significativos na densificação das amostras sinterizadas. Consequentemente, não se recorreu à utilização de parafina na grande maioria das amostras utilizadas em estudos posteriores dos efeitos da composição e de tratamentos térmicos posteriores à sinterização. Foi efectuada a medição de condutividade eléctrica de amostras com composições diferentes (La9,33Si5Al0,5P0,5O26; La9,67Si5Al0,5P0,5O26,5; La9,67Si5Al0,5B0,5O26; La9,83Si5Al0,5B0,5O26,25; La10Si5Al0,5B0,5O26,5), incluindo amostras no estado tal qual resultante da sinterização a 1500ºC e amostras posteriormente submetidas a diferentes tratamentos térmicos (1100 ºC, 1200 ºC, 1300 ºC e 1400 ºC). A caracterização eléctrica revelou uma forte componente de fronteira de grão nas amostras, sendo esta bastante dependente dos tratamentos térmicos. Contudo, o efeito relativo dos tratamentos térmicos também é muito dependente da composição nominal das amostras, incluindo pequenas variações na estequiometria de oxigénio. Os efeitos observados podem ser relacionados com a segregação de aditivos nas fronteiras de grão e outros defeitos microestruturais, tais como poros, fase amorfa intergranular e precipitados de fases secundárias. Estas fases secundárias e a própria porosidade residual estão geralmente associadas a uma fase amorfa intergranular pobre em sílica e/ou rica em fósforo, como se verificou por análise elementar. As fases secundárias foram identificadas por DRX.