Obtenção e caracterização de laminados vitrocerâmicos do sistema Li2O-ZrO2-Si02-Al2O3 (LZSA) por manufatura de obejtos laminados (LOM)

Abstract

Atualmente, grande parte das técnicas de prototipagem rápida, RP, é capaz de gerar além do protótipo, o próprio produto final. Dentre elas, a Manufatura de Objetos Laminados (LOM) permite que a reconstrução da peça projetada seja realizada a partir de camadas de folhas ou tapes de material cerâmico, metálico, polimérico ou compósito. O presente trabalho uniu essas duas tecnologias de processamento, LOM e tape casting, na obtenção de laminados e estruturas tridimensionais do sistema vitrocerâmico Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3, LZSA. Para tanto, tapes do precursor vítreo do sistema LZSA foram produzidas por tape casting aquoso. Os tapes foram utilizados como material de entrada na fabricação de objetos por LOM. As propriedades reológicas e de molhamento das suspensões aquosas foram otimizadas com auxílio de um planejamento fatorial gerando três composições ótimas de tapes. Laminados com e sem adição de ZrSiO4 foram produzidos por LOM e submetidos a ciclo térmico único para remoção de ligantes, sinterização e cristalização. Os laminados vitrocerâmicos foram caracterizados do ponto de vista físico, térmico, dielétrico e microestrutural. A partir das condições de processamento e tratamento térmico que originaram laminados sem defeitos, estruturas do tipo engrenagem foram fabricadas por LOM. Laminados vitrocerâmicos LZSA apresentaram valores de resistência à flexão, expansão térmica, constante dielétrica e tangente de perda compatíveis com materiais comerciais utilizados em tecnologias de cerâmica co-sinterizada à baixa temperatura (LTCC). A adição de ZrSiO4 ao sistema LZSA ajustou o seu comportamento de expansão térmica, diminuiu os valores de constante dielétrica, bem como a resistência à flexão, e a tangente de perda do sistema original.