Termodinâmica da Sinterização no Estado Sólido: Contribuições da Energia dos Contornos de Grãos

Douglas Gouvêa possui formação em Química pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho e doutorado sanduíche em Química pela Universidade Federal de São Carlos e Universidade de Limoges, França. Em sua trajetória, atuou como professor assistente na ENSCI, em Limoges. É docente no Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo desde 1997, onde hoje ocupa o cargo de Professor Titular. Sua experiência internacional inclui a participação como professor convidado nas Universidades de Lille e Grenoble, além de atuar no Mestrado Europeu "Erasmus Mundus", e da Universidade da Califórnia-Davis, em cooperação com a Profa. Alexandra Navrotsky. Ocupa a função de Vice-Presidente do Conselho Deliberativo do Centro Cerâmico do Brasil. É editor associado do International Journal of Ceramic Engineering and Science e membro do Chapter, ambos da American Ceramic Society. Um dos seus trabalhos inclui uma colaboração com Sir James Fraser Stoddart, Prêmio Nobel de Química em 2016. Atualmente, coordena o Laboratório de Processos Cerâmicos da USP, onde pesquisa temas relacionados à físico-química de interfaces como: dispersões cerâmicas, sinterização, manufatura aditiva e catálise.

Dr. Douglas Gouvêa
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da USP

Resumo

A plenária tem a intenção de destacar a importância da energia das interfaces sólido-sólido, ou contornos de grãos, na termodinâmica das interfaces durante a sinterização de materiais cerâmicos. Três potenciais químicos são identificados, sendo que a diferença de potencial químico entre contornos de grãos e superfícies emerge como fator crítico para a eliminação de poros. No entanto, uma vez que o esse equilíbrio é alcançado, um segundo potencial químico associado à diferença de tamanho de grão torna-se predominante, promovendo o crescimento dos grãos, e uma nova configuração microestrutural reativa a sinterização. O terceiro potencial químico foi atribuído às arestas, contribuindo para o arredondamento da região do pescoço entre os grãos. A mudança na energia interfacial resultante dos processos de adsorção ou segregação desempenha um papel fundamental na estabilidade dos poros durante a sinterização.The plenary aims to emphasize the significance of solid-solid interfaces, or grain boundaries, in the thermodynamics of interfaces during the sintering of ceramic materials. Three chemical potentials are identified, with the difference in chemical potential between grain boundaries and surfaces emerging as a crucial factor for pore elimination. However, once this equilibrium is attained, a second chemical potential associated with grain size differences becomes predominant, fostering grain growth and a new microstructural configuration responsive to sintering. The third chemical potential is linked to edges, contributing to the rounding of the neck region between grains. The alteration in interfacial energy resulting from adsorption or segregation processes plays a fundamental role in the stability of pores during sintering.