Desenvolvimento de compósitos de nanotubos de carbono com matrizes metálicas de alumínio e a liga AA7050

• Autor(a) principal: Luana Araújo Batista
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50149; https://orcid.org/0000-0002-9024-7298
• topic: Compósito de matriz metálica; Nanotubos de carbono; AA7050; Compósito híbrido; Metalurgia do pó; Engenharia metalúrgica; Metalurgia física; Nanotubos de carbono; Metalurgia do pó

O elevado limite de escoamento dos nanotubos de carbono (CNTs), associado com outras propriedades como alta condutividade térmica e elétrica e baixo coeficiente de expansão térmica, faz com que sejam excelentes% candidatos ao reforço de matrizes dúcteis. Compósitos de alumínio com CNTs têm sido desenvolvidos com o objetivo da obtenção de compósitos com baixo peso específico e alta resistência mecânica. A presente tese de doutorado possui como principal objetivo avaliar a viabilidade do uso de CNTs em compósitos de matrizes metálicas a base de Al e sua respectiva consolidação. Para isto, foram produzidos três diferentes compósitos com os CNTs: (i) alumínio comercialmente puro, (ii) com a liga AA7050 e (iii) um compósito híbrido unindo os três materiais. Os CNTs foram dispersos e impregnados nos pós metálicos por técnicas de ultrassom e por moinho de bolas de altíssima energia. A consolidação por metalurgia do pó envolveu prensagem e extrusão a quente. Ao longo do trabalho foi avaliado o impacto dos diferentes processamentos na qualidade do compósito e na integridade estrutural dos CNTs. Para caracterização foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x, espectroscopia Raman, espectroscopia de força atômica, termografia, fluorescência de raios-x, microdureza e desgaste por abrasão. Foi verificado que os CNTs podem fornecer reforço para ambas as matrizes desde que estejam dispersos, bem aderidos e com sua integridade estrutural preservada. A técnica que gerou melhor resultado foi da produção do compósito por ultrassom com rotoevaporadora. Nos compósitos de Al foi verificado que existe um teor máximo de CNTs que podem ser incorporados sem grandes prejuízos a conformação mecânica. Uma vez que, com o aumento da concentração de CNTs cresce a dificuldade em consolidar o compósito, acarretando em sua fragilização. De forma geral, o uso de CNTs como reforço aumenta a dureza e resistência ao desgaste abrasivo das matrizes. Como, por exemplo, a redução de perda de massa em 50% para o compósito 0,25%m CNT/Al e o aumento de dureza de 18,5% para o compósito 0,5%m CNT/AA7050 após envelhecimento da liga.