Neste trabalho é apresentada a possibilidade de obtenção de cerâmicas de SiC de alto desempenho a partir de matéria-prima comercial de grau técnico. Foi realizado o estudo de sinterização via fase líquida e desenvolvimento microestrutural de três composições à base de SiC tendo como aditivos de sinterização AlN e Y2O3 . Duas destas composições são à base de SiC-1000 da Alcoa, grau técnico, e a terceira, utilizada como referência, à base do UF-15 da H.C. Starck - Alemanha, pó comercial de granulometria fina. O processo de moagem do pó SiC-1000 da Alcoa foi acompanhado por medidas de distribuição granulométrica e posterior ataque químico, para remoção de impurezas. Os pós de grau técnico, após tratamento de moagem apropriado, apresentam sinterabilidade comparável à do pó de referência, em experimentos em dilatômetro. Os materiais sinterizados com matéria-prima à base de SiC da Alcoa apresentam microestrutura bastante similar aos obtidos com o pó de referência, da H.C. Starck. Foi feita análise preliminar das propriedades de dureza e tenacidade à fratura das cerâmicas desenvolvidas e os resultados obtidos para os materiais produzidos com o pó nacional são excelentes.

Possibility of high performance ceramics manufactured from commercial SiC powder of technical grade has been shown. Sintering behavior and microstructure formation under conditions of liquid phase sintering (LPS) with oxynitride sintering aids (AlN-Y2O3) of three SiC-based compositions have been investigated. Two of the compositions were based on Alcoa 1000 SiC powder of technical grade, and the third one, which was used as a reference, was based on H.C. Starck UF-15 fine grade commercial powder. Milling process used for Alcoa 1000 SiC powder granulometry improvement has been investigated in detail, while chemical treatment of milled SiC powders has been used for pick-up impurities removal. Dilatometric experiments showed that SiC powder of technical grade after appropriate treatment exhibits sinterability comparable with the fine grade SiC. Microstructural investigations performed on sintered samples showed that the final microstructure of the Alcoa 1000 SiC based materials was practically identical with the H.C. Starck SiC based reference ones. Preliminary investigations of hardness and fracture toughness were carried out revealing excellent results for the materials produced from cheaper, nationally produced starting powder.

Em vista do considerável interesse no desenvolvimento de cerâmicas estruturais e para aplicações em alta temperatura, é oportuna uma revisão quanto a estrutura, propriedades e métodos conhecidos de processamento de cerâmicas a base de carbeto de silício sinterizados via fase líquida. A característica mais interessante do carbeto de silício é o seu politipismo, isto é, a formação de um grande número modificações estruturais para uma mesma composição. Embora este fenômeno venha sendo extensivamente estudado, não se tem até o momento, uma análise sistemática do mesmo, o que seria de extrema importância, uma vez que o politipismo e a tendência à transformação estrutural destes politipos em temperaturas típicas de trabalho podem levar a incontroláveis modificações nas propriedades do material. Além disso, os recentes avanços obtidos na densificação do carbeto de silício através da técnica de sinterização na presença de fase líquida justificam uma avaliação dos resultados obtidos até o momento, que podem proporcionar alguma orientação aos profissionais da área.

In view of considerable interest in the development of liquid phase sintered structural and high-temperature ceramics on the base of silicon carbide, a comprehensive review of the data on structure, properties and the known methods of processing of silicon carbide seems timely. The most striking feature of silicon carbide is its polytypism, i.e. formation of a great number of different structural modifications without any change in composition. Although this feature of silicon carbide was extensively studied, no systematic up to date analysis was done. However, polytypism and the tendency of the polytypes to undergo structural transformations at working temperatures may lead to uncontrollable modification of the materials properties, and therefore needs to be fully understood. Furthermore, the recently developed liquid phase sintering technique for silicon carbide densification is of an undoubtful interest and the overview of the results achieved until present time may provide some guidelines for the ceramists.

Basic regularities of silicon nitride based materials microstructure formation and development in interrelation with processing conditions, type of sintering additives, and starting powders properties are discussed. Models of abnormal or exaggerated grain growth are critically reassessed. Results of several model experiments conducted in order to determine the most important factors directing the microstructure formation processes in RE-fluxed Si3N4 ceramics are reviewed. Existing data on the mechanisms governing the microstructure development of Si3N4-based ceramics are analyzed and several principles of microstructure tailoring are formulated.