Microstructural and physical properties evolution of Al2O3-TiO2 composites under different partial sintering temperatures

This work aims to evaluate the evolution of the microstructure and physical properties of Al2O3-TiO2 (alumina-titania) composites made by uniaxial pressing in the face of its thermal history, under partial sintering conditions between 1100 and 1400 °C. The physical-chemistry processes and phase transformations in the components during heating were studied through thermogravimetric analysis. Phase characterizations were performed by X-ray diffraction using the Rietveld refinement method. The physical properties were evaluated through dimensional analysis and immersion test by the Archimedes principle. Scanning electron microscopy was used to characterize the grains, aided by statistical methods. Partial sintering of the samples in the temperature range was verified and the competing mechanisms of the second stage of sintering, correlating with the physical and microstructural aspects and with the reaction in the solid state, which resulted in the formation of Al2TiO5 (tialite). Finally, it was shown a reduction in the ceramic bulk density from the formation of tialite, despite an increase in the specific gravity, caused by the microcracks and grain bulk volume increases.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEste trabalho visa avaliar a evolução da microestrutura e das propriedades físicas de compósitos Al2O3-TiO2 (alumina-titânia) fabricados por prensagem uniaxial diante de seu histórico térmico, sob condições de sinterização parcial, entre 1100 e 1400 °C. Foram estudados os processos físico químicos e transformações de fase nos componentes durante aquecimento através de análises termogravimétricas. Caracterizações de fase foram realizadas através de difração de raios X, utilizando método de refinamento Rietveld. As propriedades físicas foram avaliadas através de análises dimensionais e ensaio de imersão pelo princípio de Arquimedes. Microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterização dos grãos, auxiliada por métodos estatísticos. Foi comprovada a sinterização parcial das amostras e foram discutidos os métodos concorrentes do segundo estágio de sinterização, correlacionando com os aspectos físicos e microestruturais e com a reação no estado sólido, que acarretou na formação de Al2TiO5 (tialita). Por fim, foi mostrada redução na densidade aparente da cerâmica a partir da formação de tialita, apesar de aumento na densificação relativa, efeito causado pelas microtrincas e aumento de volume dos grãos.São Cristóvão, S