Estudo da significância de variáveis de compactação e sinterização de pastilhas deβ-TCP utilizando planejamento de experimentos

Abstract

Dentre as cerâmicas de uso biomédico destaca-se o fosfato tricálcico do tipo β (β-TCP). Pós cerâmicos são normalmente compactados e sinterizados em altas temperaturas para sua densificação e consequente aumento da resistência mecânica. Uma forma de otimizar a densificação de corpos cerâmicos é analisar a significância das variáveis de processamento por meio de um planejamento de experimentos. O objetivo deste trabalho foi determinar a significância dos seguintes parâmetros: pressão de compactação uniaxial (28 e 111 MPa); calcinação prévia do pó (como recebido - não calcinado e calcinado a 650 °C); temperatura e tempo de sinterização (respectivamente, 900 e 1150 °C, 2 e 4 h). As pastilhas produzidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia no infravermelho, enquanto que a microdureza e a retração linear foram consideradas as respostas do planejamento. Observou-se que o aumento da pressão de compactação e da temperatura de sinterização foram os parâmetros mais importantes para a densificação das amostras. As pastilhas sinterizadas a 1150 °C apresentaram tamanho médio de grão entre 1 e 2 µm e retração linear máxima de aproximadamente 20%, bem superior à das amostras sinterizadas a 900 °C, que não apresentaram completa densificação. Não foram identificadas outras fases que não o β-TCP e também não foram observadas microtrincas nas amostras sinterizadas.