Óxido de Zircônio (Zircônia)

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Zircônia
Óxido de Zircônio, conhecido comercialmente como Zircônia vem ganhando muita
visibilidade em diversas indústrias por suas características:
• Alta resistência à fratura
• Expansão térmica similar ao ferro fundido
• Altíssima resistência à flexão e resistência à tração
• Baixíssimo desgaste e corrosão
• Baixa condutividade térmica
• Condução de íons de oxigênio
• Propriedades tribológicas muito boas
A zircônia pode ocorrer em 3 diferentes formas cristalinas:
1. Monoclínica
2. Tetragonal
3. Cúbica
A fase monoclínica da zircônia ocorre entre temperatura ambiente até aproximadamente 1173oC , a fase tetragonal de 1173oC a 2370oC e a fase cúbica de 2370oC
até seu ponto de fusão. Durante o resfriamento, não mantém sua forma cúbica ou
tetragonal, tornando-se frágil e quebradiça. Portanto, para a produção de esferas,
a zircônia deve ser preparada junto com uma solução estabilizante, que evita essa
transição. Os principais estabilizantes utilizados neste processo são:
• Óxido de Ítrio - Y2O3
• Óxido de Cério - CeO2
• Óxido de Magnésio - MgO
• Óxido de Cálcio - CaO
Dependendo da quantidade e do tipo de estabilizante utilizado na produção da
cerâmica, a zircônia pode ser:
• Zircônia Parcialmente Estabilizada (PSZ)
• Zircônia Totalmente Estabilizada (FSZ)
• Zircônia Tetragonal Policristalina (TZP)
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A zircônia FSZ apresenta-se totalmente na forma cúbica, porém seus produtos são
inferiores em resistência à tensão, resistência térmica, entre outros, sendo inapropriada para certos tipos de aplicações. No entanto, a zircônia PSZ apresenta
adições menores de estabilizantes quando comparada com a FSZ e sua estrutura
é um mix entre fase cúbica e tetragonal. A zircônia TZP por sua vez apresenta na
sua estrutura apenas fase metaestável tetragonal.
Em caso de estresse mecânico, a fase tetragonal reage transformando-se em
monoclínica, e no mesmo instante a variação de volume impede a formação de
rachaduras, fazendo com que a fase tetragonal tenha grandes propriedades de
força e tenacidade.
Mudança da estrutura da zircônia induzida por estresse:
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1- A esfera de zircônia com sua estrutura predominantemente tetragonal
2- Através de reaçõess ativadas por impacto a estrutura tetragonal se transforma em
monoclínica, acompanhada por um aumento de volume
3- A mudança microestrutural é o principal fator que faz com que esferas de zircônia
estabilizada seja extremamente dura e tenaz, evitando quebras
Zircônia na fase tetragonal
Zircônia em transformação de tetragonal para monoclínica
Zircônia na fase monoclínica
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