Influência da moagem de alta energia e adição de Nb na densificação e microestrutura de um compósito WC-Cu

dc.contributor.advisorCosta, Francine Alves da
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorCoelho, Renan Sávio de Almeida
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Ariadne de Souza
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Silva, Gilson Garcia da
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Gomes, Uilame Umbelino
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.date.accessioned2018-03-14T19:12:58Z
dc.date.available2018-03-14T19:12:58Z
dc.date.issued2017-07-28
dc.description.abstractThe unique properties of copper metal matrix composite reinforced by dispersion tungsten carbide particles (WC) are of great importance for several industrial applications, due to their excellent high temperature strength and good corrosion and fracture resistance. This composite is chemically and thermally very stable at high temperatures, as well as having excellent thermal and electrical conductivity properties. These promising features make for the manufacture of high-power electrical contact parts, welding electrodes, magnetic field conductors, thermal and electrical management devices. This work investigates the effect of high energy milling on the densification and microstructure of the composites WC-20% Cu and WC-18% Cu-2% Nb as well as an influence of the addition of niobium as a grain growth inhibitor. The effect of the compacting pressure and the sintering temperature of the powders prepared by milling and mechanical mixing in the density were also studied. WC, Cu and Nb powders in the ratio of 80, 20 and 2 percent by mass, respectively, were prepared by milling and also mechanical mixing. The powder mixture were mechanically alloyed in a attritor ball mil in a dry environment. The powders were milled at 900 rpm, with a mass to powder ratio of 1: 100 balls for 1.5 hours, and pressed at 200, 400 and 600 MPa in a uniaxial matrix with 8mm diameter. The green bodies were sintered at temperatures of 1030 °C and 1150 ° C for 60 min in a resistive tubular oven under a nitrogen atmosphere. A microstructure of sintered bodies for analysis by scanning electron microscopy. To analyze a presence of impurities in the initial powder and the as-milled powders, chemical analyzes of XRF and EDS were performed. A XRD analysis was used to detect as structure of crystalline. Amortization of the Cu and WC phases occurred, with a decrease in the crystalline phase due to milling, and inhibition of grain growth, both at temperatures, in the samples with Nb. Higher compaction pressure and higher sintering temperature show better results for densification of the material.pt_BR
dc.description.resumoAs propriedades únicas do compósito de matriz metálica de cobre (Cu) reforçada por dispersão de partículas de carboneto de tungstênio (WC) são de grande importância para várias aplicações industriais, devido a sua excelente resistência sob alta temperatura, boa resistência à corrosão e à fratura. O compósito Cu-WC é quimicamente e termicamente estável, além de possuir excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica. Tais características o tornam um promissor material para fabricação de contato elétrico de alta potência, eletrodos para soldagem, condutores de campo magnético pulsado, dispositivos de gerenciamento térmico e elétrico. Este trabalho investiga o efeito da moagem de alta energia na densificação e microestrutura dos compósitos WC-20%Cu e WC-18%Cu-2%Nb, bem como a influência da adição do nióbio como inibidor de crescimento de grão. O efeito da pressão de compactação e da temperatura de sinterização dos pós preparados por moagem e mistura mecânica na densidade também foram estudados. Pós de WC, Cu e Nb, na razão de 80, 20 e 2 por cento em massa, respectivamente, foram preparados por moagem e, também, por mistura mecânica. A moagem dos pós compósitos foi realizada a seco sob atmosfera ambiente com um recipiente e bolas de metal duro em um moinho attritor. Os pós foram moídos a 900 rpm durante 90 minutos e sob uma razão de massa pó para bolas de 1:100. Compactos de pós com forma cilíndricas foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em uma matriz de aço uniaxial de 8 mm de diâmetro. Os corpos verdes foram sinterizados nas temperaturas de 1030 °C e 1150 °C por 60 min. em forno tubular resistivo sob atmosfera de nitrogênio. A microestrutura dos corpos sinterizados foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Para analisar a presença de impurezas nos pós elementares e moídos, análises químicas de FRX e EDS foram realizadas. A análise de DRX foi usada para detectar as fases presentes. Uma significativa diminuição dos cristalinos e amorfização das fases Cu e WC foi exibida pelos pós moídos. Assim como, um menor tamanho de grão foi alcançado pelas microestruturas sinterizadas dos pós compósitos Cu-WC com adição de Nb. Os compactos de pós submetidos a maior pressão de compactação e temperatura de sinterização também alcançaram as maiores densificações.pt_BR
dc.identifier.citationCOELHO, Renan Sávio de Almeida. Influência da moagem de alta energia e adição de Nb na densificação e microestrutura de um compósito WC-Cu. 2017. 83f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24841
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMoagem de alta energiapt_BR
dc.subjectCompósitos de matriz metálicapt_BR
dc.subjectWC-Cu-Nbpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.titleInfluência da moagem de alta energia e adição de Nb na densificação e microestrutura de um compósito WC-Cupt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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