Espumas de alumínio reforçadas com nanotubos de carbono

• Autor(a) principal: Ventura, Eduardo Manuel Machado
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/19095
• topic: Pós metálicos - Liofilização; Suspensões coloidais; Espumas metálicas - Alumínio

Este trabalho procurou potenciar as propriedades das espumas metálicas, já de si interessantes, através da incorporação de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) uniformemente distribuídos na matriz metálica, de modo a obter uma nova geração de materiais porosos com propriedades extraordinárias. As espumas metálicas de estrutura porosa fechada e leve são materiais com potencialidades de serem usados na produção de componentes estruturais ultraleves para aplicações industriais relacionadas com absorção de energia e amortecimento sonoro, em particular para as indústrias automóvel e aeroespacial. A incorporação de pequenas quantidades de MWCNTs e a sua distribuição uniforme na matriz metálica através de um processo inovador que combina o método de Pulverotecnologia com o processamento coloidal, permitiu melhorar as propriedades das espumas compósitas, quando comparadas com as espumas de alumínio tradicionais. O novo método de produção de espumas metálicas reforçadas com MWCNTs supera as limitações das escassas tentativas até agora feitas para alcançar este objectivo. Neste trabalho utilizaram-se pós de uma liga de alumínio (AISil2), como matriz, de hidreto de titânio (TiH*), como agente expansor, e MWCNTs funcionalizados com o grupo carboxilo -COOH. Todos os componentes foram caracterizados por recurso a diversas técnicas (DRX, ATDIATG, SEM, EDX, entre outras). Os MWCNTs foram dispersos em meio aquoso com a ajuda de um dispersante adequado (Nanosperse AQ), sob agitação mecânica e ultra-sónica. Os pós de AISil2 e TiH2 foram dispersos em outra suspensão aquosa e depois adicionados a suspensão de MWCNTs. A mistura coloidal resultante foi homogeneizada e posteriormente usada para a obtenção de grânulos por aspersão sobre azoto líquido seguida de liofilização (Freeze granulation). Este método permite preservar o elevado grau de homogeneidade conseguido na mistura coloidal. Os grânulos assim obtidos foram prensados a quente (400°C) sob uma carga aplicada de de 20 ton para obter corpos de prova do material precursor (diâmetro: 30 mm, altura: 5 mm) de boa qualidade para a produção de espumas de alumínio reforçadas com nanotubos de carbono. Através de medidas de microdureza verificou-se que esta propriedade aumentou de 60.08k5.18 HV (espumas de AISil2 sem nanotubos) para 93.4k19.30 HV (atingindo valores de 135 HV), no caso das novas espumas reforçadas com MWCNTs.