título: Dilatometria da Zircônia pelo Processo de Colagem de Barbotina em Moldes de Gesso para Eixos no DAV

title: Dilatometry of Zirconia by the Barbotine Bonding Process in Plaster Molds for Shafts in the DAV

autor/author(s): Florentino da Silva, P.C., Campos Filho, W., Ortega, F., Araki, S.Y. & Bock, E.G.P.

RESUMO: Em continuidade ao estudo tribológico dos eixos de material cerâmico, desenvolvidos para um dispositivo de assistência ventricular (DAV); este artigo tem como objetivo estudar do comportamento de retração do material cerâmico Zircônia (ZrO2) pelo processamento de colagem de barbotina e sinterização para otimizar os parâmetros do processo de fabricação, que é determinante na obtenção das propriedades finais do material cerâmico. Analisou-se o processo, que consiste em depositar a suspensão da cerâmica em moldes de gesso, na qual ocorre a absorção da água pelo gesso, e após cura retira-se o material cerâmico à verde do molde, para então ser sinterizadas em forno. Realizou-se a dilatometria em um dos corpos de prova para analisar o comportamento de retração da cerâmica durante a sinterização, em ambiente controlado, na qual o dilatômetro realiza a análise até atingir a temperatura de 1600°C, este ciclo corresponde a 3 horas. E em paralelo foi sinterizado o corpo de prova no forno, à temperatura de 1550ºC/2h conforme parâmetros estabelecidos pela literatura. Desta maneira, buscou-se obter uma análise comparativa com a finalidade de avaliar a faixa de temperatura em que o material tem maior taxa de densidade com menor perda de massa; os valores da retração da zircônia foram divergentes entre a dilatometria e a queima em forno, em um percentual de 2,05%; os ensaios contribuíram para determinação dos moldes e cálculo do coeficiente de expansão térmica. Os resultados obtidos comprovam a viabilidade do processo de colagem de barbotina na confecção dos eixos cerâmicos, e com esses resultados espera-se em trabalhos futuros realizar um comparativo das propriedades mecânicas dos eixos obtidos por usinagem de blocos pré-sinterizado e colagem de barbotina.

ABSTRACT: In continuity to the tribological study of ceramic material shafts, developed for a ventricular assist device (DAV); this paper aims to study the shrinkage behavior of Zirconia ceramic material (ZrO2) by the processing of barbotine bonding and sintering to optimize the parameters of the manufacturing process, which is crucial in obtaining the final properties of the ceramic material. The process was analyzed, which consists in depositing the ceramic suspension in plaster molds, in which water is absorbed by the plaster, and after curing, the green ceramic material is removed from the mold, and then sintered in an oven. The dilatometry was performed in one of the specimens to analyze the shrinkage behavior of the ceramic during sintering, in a controlled environment, in which the dilatometer performs the analysis until reaching a temperature of 1600°C, this cycle corresponds to 3 hours. And in parallel, the specimen was sintered in the oven at a temperature of 1550ºC/2h according to parameters established in the literature. Thus, a comparative analysis was sought in order to evaluate the temperature range in which the material has a higher density rate with less mass loss; the shrinkage values of zirconia were divergent between dilatometry and kiln firing, in a percentage of 2.05%; the tests contributed to the determination of the molds and calculation of the coefficient of thermal expansion. The results obtained prove the viability of the clapper bonding process in the production of ceramic shafts, and with these results it is expected that in future works a comparison of the mechanical properties of the shafts obtained by machining of pre-sintered blocks and clapper bonding will be performed.

PALAVRAS-CHAVE: Zircônia, eixo cerâmico, processo colagem de barbotina, dilatometria e retração.

KEYWORDS: Zirconia, ceramic shaft, barbotine bonding process, dilatometry and shrinkage.

CITAÇÃO / CITATION: Florentino da Silva, P. C. et al. Dilatometria da Zircônia pelo Processo de Colagem de Barbotina em Moldes de Gesso para Eixos no DAV. The Academic Society Journal, 2(3) 113-119, 2018. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2018.3.113.