17.8. Final da Sinterização

O processo de sinterização é não-linear e a fase final caracteriza-se pelo crescimento de grãos e surgimento de poros fechados e isolados no contorno do grão. É então mais fácil visualizar a estrutura não mais como partículas isoladas em contato, mas como grãos contendo poros isolados nos seus contornos. A animação da Figura 17.e apresenta esta evolução da microestrutura de um material em processo de sinterização. Neste último estágio da sinterização foi verificado que a presença de poros situados nos contornos do grão permite o prosseguimento da densificação do material. Os poros isolados agem como uma segunda fase impedindo o crescimento muito rápido dos grãos. Ao mesmo tempo, o poro fechado é pressionado por todos os grãos adjacentes a ele. Pressionado, a tendência é que o gás do interior do poro isolado se difunda pelo contorno de grão. Com isto o poro diminui de tamanho e é possível atingir uma densidade real próxima da densidade teórica do material ( ). Existem alguns materiais cerâmicos como a alumina () que apresentam o fenômeno de crescimento exagerado de grão. Muitas vezes, o grão cresce tão rapidamente que ultrapassa os poros. Estes então ficam presos dentro do grão, como mostra a Figura 17.j. Poros no interior do grão não serão fechados, pois os processos difusionais são extremamente lentos e a peça não densificará.
Para minimizar a ocorrência deste fenômeno em peças de é necessário a adição de uma segunda fase, comumente 1% de MgO (óxido de magnésio). Estas partículas de MgO ficam localizadas no contorno de grão e funcionam como “pinças” que impedem o crescimento dos grãos de .

Figura 17.j-Duas configurações para a relação contorno de grão-poros.(a) Poros localizados no contorno de grão possibilitam a densificação, pois os grãos que crescem pressionam o poro, que pode ser fechado pela difusão dos gases do seu interior para os contornos de grão. (b) A separação entre contornos e poros não possibilita a densificação porque poros no interior do grão não serão eliminados.