@MastersThesis{Nono:2016:AnCoPr,
author = "Nono, Daniel Alessander",
title = "An{\'a}lise comparativa dos processos de obten{\c{c}}{\~a}o das
cer{\^a}micas da alumina \α, da zirc{\^o}nia-3YTZP e do
comp{\'o}sito alumina \α + 18,5 % zirc{\^o}nia-3YTZP para
aplica{\c{c}}{\~a}o em sat{\'e}lites como blindagem para
impactos com detritos espaciais",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2016",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2016-02-29",
keywords = "sat{\'e}lites, blindagem, alumina, zirc{\^o}nia, detrito,
satellite, shield, zirconia, debris.",
abstract = "O objetivo deste trabalho foi o de identificar e estudar
poss{\'{\i}}veis materiais a serem utilizados como partes
cer{\^a}micas de um sistema de prote{\c{c}}{\~a}o contra
impactos. Deste modo, foi feita a estimativa da massa
cr{\'{\i}}tica do detrito a ser frenado. Esta massa determinou a
escolha da blindagem do sistema Whipple, empregada pela NASA
(\emph{National Aeronautics and Space Administration}) e ESA
(\emph{European Space Agency}) para a prote{\c{c}}{\~a}o de
impactos com detritos espaciais. A sele{\c{c}}{\~a}o dos
materiais candidatos {\`a} serem analisados foi determina com
base nos par{\^a}metros propostos pela NASA para o projeto da
blindagem Whipple. As cer{\^a}micas de alumina \$\alpha\$,
zirc{\^o}nia 3Y-TZP (\emph{Tetragonal Zirconia Polycrystals}) e
do comp{\'o}sito cer{\^a}mico 81,5\% alumina + 18,5\%
zirc{\^o}nia 3Y-TZP foram apontados como candidatos promissores
ao uso como blindagem e, assim, investigados. Foram comparadas
duas rotas de mistura distintas para a obten{\c{c}}{\~a}o dos
p{\'o}s. Uma utilizando os p{\'o}s como recebidos e apenas
misturados em meio alco{\'o}lico e outra utilizando p{\'o}s
defloculados com PABA (para-aminobenzoic acid) tamb{\'e}m em meio
alco{\'o}lico. O efeito do MgO na alumina tamb{\'e}m foi
investigado, al{\'e}m dos efeitos da deflocula{\c{c}}{\~a}o em
separado e em conjunto dos p{\'o}s precursores do comp{\'o}sito
cer{\^a}mico. Os p{\'o}s foram caracterizados quanto a
morfologia por MEV (microscopia eletr{\^o}nica de varredura),
homogeneidade por imagens formadas por el{\'e}trons retro
espalhados (backscatterd), as fases cristalinas por difratometria
de raios X (DRX), al{\'e}m das an{\'a}lises de
distribui{\c{c}}{\~a}o de tamanho das part{\'{\i}}culas. Os
p{\'o}s foram conformados por prensagem uniaxial e
isost{\'a}tica e sinterizados em 1550 \$^{º}\$C. As
cer{\^a}micas foram novamente caracterizadas por MEV, imagens
formadas por el{\'e}trons retroespalhados e DRX, para investigar
os efeitos na microestrutura de cada estrat{\'e}gia de
processamento empregada no trabalho. A densidade, dureza,
tens{\~a}o de fratura, o m{\'o}dulo de elasticidade, a
tenacidade {\`a} fratura e a energia de fratura por unidade de
{\'a}rea tamb{\'e}m foram determinadas. As cer{\^a}micas
obtidas a partir de p{\'o}s defloculados apresentaram menores
valores de desvio padr{\~a}o e melhores propriedades
mec{\^a}nicas do que as cer{\^a}micas obtidas dos p{\'o}s como
recebidos. O comp{\'o}sito cer{\^a}mico obtido a partir da
mistura de suspens{\~o}es de p{\'o}s defloculados apresentou
{\'o}timas propriedades mec{\^a}nicas menores dispers{\~o}es
nos valores destas. Estes resultados classificaram estes
comp{\'o}sitos de alumina-zirc{\^o}nia como os melhores
candidatos, entre os materiais estudados, para
aplica{\c{c}}{\~a}o como blindagem de sat{\'e}lites. ABSTRACT:
The objective of this study was to study and identify possible
materials to be used as ceramic pieces in a system of protection
against impacts. Thus, a critical mass of debris to be braked was
estimated. This result determined the choice of the Whipple shield
system, used by NASA (National Aeronautics and Space
Administration) and ESA (European Space Agency) for the protection
of impacts with space debris. The selection of candidate materials
to be analyzed was based in parameters proposed by NASA for the
Whipple shield design. The \$\alpha\$ alumina ceramics,
zirconia 3Y-TZP (tetragonal zirconia Polycrystals) ceramics and
ceramic composite 81.5\% + 18.5\% Alumina Zirconia 3Y-TZP were
identified as promising candidates for use in shielding. This
materials were investigated in this work. It was compared two
different routes mixture to obtain powders. One using the powders
as received and mixed in an alcoholic enviroment and another was
deflocculated with PABA (para-aminobenzoic acid) also in an
alcoholic enviroment. Also, the effect of MgO in alumina was
investigated . The effects of separeted and conjunction
deflocculation in composites was studied to. The morphology
characterization were done with SEM (scanning electron
microscopy), the homogeneity with back scattered electrons images
(backscatterd), the crystalline phases by X-ray diffraction (XRD),
and the size of grains with particle size distribution analysis.
The powders were uniaxially and isostatically pressed and sintered
at 1550 \$^{o}\$C. The ceramics were characterized again by SEM
and back scattered electrons images. The DRX was used to
investigate the effects on the microstructure of each strategy
process. The density, hardness, fracture strain, elastic modulus,
fracture toughness and fracture energy per unit area were also
determined. The ceramic powders obtained of separeted
deflocculation process showed smaller standard deviation values
and better mechanical properties than those obtained from ceramic
powders as received. The ceramic composite obtained from a mixture
of deflocculated powders suspensions showed better mechanical
properties. These results classified these composite
alumina-zirconia as the best candidate among the studied materials
for use as shielding satellites.",
committee = "Melo, Francisco Cristov{\~a}o Louren{\c{c}}o de (presidente) and
Piorino Neto, Francisco (orientador) and Mineiro, S{\'e}rgio Luiz
(orientador) and Machado, Jo{\~a}o Paulo Barros and Assis,
Jo{\~a}o Marcos Kruszynski de",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Comparative analysis of the process for obtaining alumina
\α, zirconia-3YTZP and composite alumina \α + 18.5%
zirconia-3YTZP ceramics for application as satellites impact
shield for space debris.",
language = "pt",
pages = "219",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3LGLEQH",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3LGLEQH",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}