Estudo da sinterização de Carbonitreto de Titânio via SPS

O carbonitreto de Titânio é um material cerâmico de temperatura ultra alta (UHTC) e, como tal, têm sido amplamente utilizado em indústrias de ferramentas de corte, transistores semicondutores, como revestimentos para fins de resistência ao desgaste em ambiente agressivo, como dispositivos ópticos, etc. Este material têm atraído considerável atenção como candidatos promissores para substituir os materiais de ferramentas de metal duro convencional WC–Co, devido às suas vantagens potenciais, como alta dureza, excelente resistência à abrasão, baixo coeficiente de atrito, boa resistência ao desgaste e resistência química em altas temperaturas, baixo custo e baixo peso. No entanto, apesar das propriedades interessantes do carbonitreto de Titânio, um corpo sinterizado de TiCN puro, dificilmente é utilizado devido à sua fragilidade e baixa tenacidade à fratura. O seu uso tem abrangência como fase dura, ligado a um material metálico, para formar um material duro e resistente ao desgaste. Neste viés, a Sinterização por Plasma Pulsado (SPS) vem sendo utilizada para obtenção de uma densificação elevada, especialmente em materiais puros devido à sua fonte de aquecimento única, juntamente com altas taxas de aquecimento, temperaturas mais baixas e menores tempos de sinterização. Pode de forma eficaz evitar deficiências nos materiais sinterizados causadas pela alta temperatura e longas durações de sinterização no método tradicional da metalurgia do pó. Este estudo tem por objetivo sinterizar o TiCN puro através da SPS em temperaturas variando de 1600 ºC à 1800 °C, com pressão de 50 MPa, e taxa de aquecimento de 100 °C/min, com patamar isotérmico de 5 min, analisar e comparar resultados com trabalhos similares com utilização de carbonitretos de Titânio puro e com adição de ligantes, sinterizados via SPS e outras técnicas de sinterização. Serão realizadas análises de dureza, microdureza e tenacidade à fratura do material, módulo de elasticidade e a tensão máxima do material através do ensaio de compressão. Além de analisar o comportamento do material como substrato para ferramenta de usinagem através do ensaio de desgaste por torneamento e pin-on-disk. Análises estrutural e fásica também serão feitas através das técnicas de DRX com refinamento Rietveld, Raman e FT-IR, análises microestruturais e químicas semiquantitativas via MEV/EDS, entre outras análises topológicas e térmicas. Espera-se que utilizando a técnica avançada de sinterização por Plasma Pulsado se obtenha propriedades semelhantes ou superiores a materiais sinterizados por outras técnicas de sinterização.