Estudo das curvas de sinterização, microestrutura e microdureza do compósito de Cu-WC

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, Anderson Costa
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50725
Resumo: Os materiais compósitos vêm sendo produzidos em larga escala nos últimos anos devido a busca por um produto com propriedades distintas para uso em diferentes campos de aplicação. Os compósitos gerados a partir de uma matriz de cobre e reforçado com um material cerâmico e refratário apresentam importante funcionalidade nas suas várias aplicações em condutores elétricos e dissipadores de calor. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo, analisar o comportamento de sinterização do pó compósito de cobre (Cu) reforçado com carbeto de tungstênio (WC) produzido por meio da moagem de alta energia (MAE). A MAE dos pós com composição de Cu - 10%WC foi realizada em meio úmido a 400 rpm durante 2,10 e 20 horas, utilizando uma razão em massa de pó para bolas de 1:4. Os pós foram compactados em uma prensa unidirecional a 150 MPa e o comportamento de sinterização foi estudado através de um dilatômetro, na temperatura 900°C com isoterma de 1 hora. Neste trabalho foi realizado um estudo do efeito da moagem de alta energia, no processo de sinterização do Cu-WC, através das curvas de sinterização, microestrutura e microdureza Vickers. As curvas de sinterização mostraram que os compactos verdes dos pós processados por um maior tempo de moagem, sofrem inicialmente uma grande expansão, até 750°C. Após isso, observa-se uma maior contração, indicando uma predominância do mecanismo de difusão durante o processo de sinterização a partir desta temperatura. As amostras sinterizadas a partir de 10 horas, apresentaram uma melhor distribuição e impregnação do carbeto do tungstênio na matriz de cobre. A microdureza foi maior para o tempo de moagem mais longo, 20h, devido o maior refinamento da microestrutura. Portanto, para maiores tempos de moagem, temos uma maior difusão atômica para o processo de sinterização, uma microestrutura mais homogênea e uma maior microdureza.
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Os compósitos gerados a partir de uma matriz de cobre e reforçado com um material cerâmico e refratário apresentam importante funcionalidade nas suas várias aplicações em condutores elétricos e dissipadores de calor. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo, analisar o comportamento de sinterização do pó compósito de cobre (Cu) reforçado com carbeto de tungstênio (WC) produzido por meio da moagem de alta energia (MAE). A MAE dos pós com composição de Cu - 10%WC foi realizada em meio úmido a 400 rpm durante 2,10 e 20 horas, utilizando uma razão em massa de pó para bolas de 1:4. Os pós foram compactados em uma prensa unidirecional a 150 MPa e o comportamento de sinterização foi estudado através de um dilatômetro, na temperatura 900°C com isoterma de 1 hora. Neste trabalho foi realizado um estudo do efeito da moagem de alta energia, no processo de sinterização do Cu-WC, através das curvas de sinterização, microestrutura e microdureza Vickers. As curvas de sinterização mostraram que os compactos verdes dos pós processados por um maior tempo de moagem, sofrem inicialmente uma grande expansão, até 750°C. Após isso, observa-se uma maior contração, indicando uma predominância do mecanismo de difusão durante o processo de sinterização a partir desta temperatura. As amostras sinterizadas a partir de 10 horas, apresentaram uma melhor distribuição e impregnação do carbeto do tungstênio na matriz de cobre. A microdureza foi maior para o tempo de moagem mais longo, 20h, devido o maior refinamento da microestrutura. Portanto, para maiores tempos de moagem, temos uma maior difusão atômica para o processo de sinterização, uma microestrutura mais homogênea e uma maior microdureza.Composite materials have been produced on a large scale in recent years due to the search for a product with different properties for use in different fields of application. Composites generated from a copper matrix and reinforced with a ceramic and refractory material have important functionality in their various applications in electrical conductors and heat sinks. Thus, the present work aimed to analyze the sintering behavior of the composite powder of copper (Cu) reinforced with tungsten carbide (WC) produced through high energy milling (HEM). The MAE of powders with Cu - 10%WC composition was carried out in humid environment at 400 rpm for 2, 10 and 20 hours, using a mass ratio of powder to balls of 1:4. The powders were compacted in a unidirectional press at 150 MPa and the sintering behavior was studied using a dilatometer, at a temperature of 900°C with an isotherm of 1 hour. In this work, a study was carried out of the effect of high-energy grinding in the Cu-WC sintering process, through the sintering, microstructure and Vickers microhardness curves. The sintering curves showed that the green compacts of the powders processed for a longer milling time initially undergo a large expansion, up to 750°C. After that, a greater contraction is observed, indicating a predominance of the diffusion mechanism during the sintering process from this temperature onwards. Samples sintered after 10 hours showed better distribution and impregnation of tungsten carbide in the copper matrix. The microhardness was higher for the longest milling time, 20h, due to the greater refinement of the microstructure. Therefore, for longer grinding times, we have a greater atomic diffusion for the sintering process, a more homogeneous microstructure and a greater microhardness.Universidade Federal do Rio Grande do NorteUniversidade Federal do Rio Grande do NorteUFRNBrasilEngenharia de MateriaisAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSinterizaçãoCurvas de sinterizaçãoCompósitos Cu-WCMoagem de alta energia.Estudo das curvas de sinterização, microestrutura e microdureza do compósito de Cu-WCinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALTCC - Anderson.pdfTCC - Anderson.pdfTrabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia de Materiais, do Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia de Materiaisapplication/pdf1775599https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50725/1/TCC%20-%20Anderson.pdfe7ebf6f1ef270145e5db637b27fa465fMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50725/2/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50725/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/507252022-12-28 08:56:48.667oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-12-28T11:56:48Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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