Estudo da obtenção de compósitos alumínio/quasicristal via sinterização por superaquecimento
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20109 |
Resumo: | The continuous requirement of light and high performance materials for the aerospace and automotive industries led to the development of composite materials with metallic matrix (MMC). The most popular types of MMC are aluminum alloys reinforced with ceramic particles; however, metallic reinforcing particles of quasicrystals have been gaining space due to the low cost, easy access, recyclability and non-toxicity of the components, as well as providing comparable properties or even better than existing ceramic reinforced MMC. This work aims to develop a new process that allows the formation of aluminum matrix composites with the addition of quasicrystalline particles reinforcement. To obtain the composites, the powder metallurgy technique was used in combination with a new sintering route of the aluminum and quasicrystal powders, through a liquid metal bath. Micrometric quasicrystalline particles of the Al62.2Cu25.5Fe12.3 alloy were introduced, in the volume proportions of 2.5%, 5% and 10%, in an aluminum matrix. The quasicrystalline alloy was obtained by melting and heat treated for 8h at 750°C. Then, cold compacts were produced from the composites and placed in a heated steel mold, thereafter receiving a molten recycled aluminum bath in order to promote sintering. Through the new processing route used, it was possible to obtain sintered Al/QC compacts, resulting in composites with a good distribution of the quasicrystalline particles in the aluminum matrix. The large size distribution of reinforcing particles promoted the formation of pore and agglomerate regions. It was possible to observe the tendency of the increase of the hardness of the sintered composites with the increase of the volumetric fraction of the quasicrystalline reinforcement in the aluminum matrix. |
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Estudo da obtenção de compósitos alumínio/quasicristal via sinterização por superaquecimentoAlumínioQuasicristalCompósitoSinterizaçãoAluminumQuasicrystalCompositeSinteringCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe continuous requirement of light and high performance materials for the aerospace and automotive industries led to the development of composite materials with metallic matrix (MMC). The most popular types of MMC are aluminum alloys reinforced with ceramic particles; however, metallic reinforcing particles of quasicrystals have been gaining space due to the low cost, easy access, recyclability and non-toxicity of the components, as well as providing comparable properties or even better than existing ceramic reinforced MMC. This work aims to develop a new process that allows the formation of aluminum matrix composites with the addition of quasicrystalline particles reinforcement. To obtain the composites, the powder metallurgy technique was used in combination with a new sintering route of the aluminum and quasicrystal powders, through a liquid metal bath. Micrometric quasicrystalline particles of the Al62.2Cu25.5Fe12.3 alloy were introduced, in the volume proportions of 2.5%, 5% and 10%, in an aluminum matrix. The quasicrystalline alloy was obtained by melting and heat treated for 8h at 750°C. Then, cold compacts were produced from the composites and placed in a heated steel mold, thereafter receiving a molten recycled aluminum bath in order to promote sintering. Through the new processing route used, it was possible to obtain sintered Al/QC compacts, resulting in composites with a good distribution of the quasicrystalline particles in the aluminum matrix. The large size distribution of reinforcing particles promoted the formation of pore and agglomerate regions. It was possible to observe the tendency of the increase of the hardness of the sintered composites with the increase of the volumetric fraction of the quasicrystalline reinforcement in the aluminum matrix.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqA exigência contínua de materiais leves e de alto desempenho, para as indústrias aeroespaciais e do setor automotivo, levou ao desenvolvimento de materiais compósitos com matriz metálica (CMM). Os tipos mais populares de CMM são as ligas de alumínio reforçadas com partículas cerâmicas, porém, partículas de reforço metálico de quasicristais vêm ganhando espaço devido ao baixo custo, fácil acesso, reciclabilidade e não-toxicidade dos componentes, além de fornecerem propriedades comparáveis ou até melhores que os CMM com reforço cerâmico já existentes. Este trabalho visa desenvolver um novo processo que viabilize a formação de compósitos de matriz de alumínio com adição do reforço de partículas quasicristalinas. Na obtenção dos compósitos, foi empregada a técnica da Metalurgia do Pó em combinação com uma nova rota de sinterização dos pós de alumínio e quasicristal, através de um banho de metal líquido. Foram introduzidas partículas quasicristalinas micrométricas da liga Al62,2Cu25,5Fe12,3, nas proporções em volume de 2,5%, 5% e 10%, em uma matriz de alumínio. A liga quasicritalina foi obtida via fusão e tratada termicamente por 8h à 750°C. Em seguida, foram produzidos compactados a frio dos compósitos e colocados em um molde de aço aquecido, para então, receber um banho de alumínio reciclado fundido, a fim de promover a sinterização. Através da nova rota de processamento utilizada, foi possível obter compactados sinterizados de Al/QC, resultando em compósitos com uma boa distribuição das partículas quasicristalinas na matriz de alumínio. A larga distribuição de tamanho de partículas de reforço promoveu a formação de regiões de poros e aglomerados. Pôde-se observar a tendência do aumento da dureza dos compósitos sinterizados com o aumento da fração volumétrica do reforço quasicristalino na matriz de alumínio.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBGomes, Rodinei Medeiroshttp://lattes.cnpq.br/2571715314037365Passos, Tibério Andrade doshttp://lattes.cnpq.br/4927690916035249Gonzaga, Maria Aline Martins2021-05-24T19:39:06Z2020-03-132021-05-24T19:39:06Z2019-02-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20109porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-06-10T13:00:19Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/20109Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-06-10T13:00:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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