Influência da adição de antimônio na liga hipoeutética Sn52%Bi solidificada direcionalmente: parâmetros térmicos, microestruturais e resistência mecânica

dc.contributor.advisorSilva, Bismarck Luiz
dc.contributor.advisor-co1Nascimento, Rubens Maribondo do
dc.contributor.advisor-co1IDpt_BR
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorPaixão, Jeverton Laureano
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Siqueira Filho, Cláudio Alves de
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Peres, Maurício Mhirdaui
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.date.accessioned2019-09-04T22:50:53Z
dc.date.available2019-09-04T22:50:53Z
dc.date.issued2019-07-17
dc.description.abstractThe search for sustainable and less toxic materials is a global trend and should draw even more attention in the coming years due to the new and current restrictions/directives of environmental agencies. Lead-free solder alloys used in the electronics industry are examples of this scenario. In this context the present investigation aims to establish correlations between the solidification thermal parameters (cooling rate-ṪL and growth rate-VL) and microstructural parameters (primary-λ1, secondary-λ2 and tertiary-λ3 dendritic; and fine λF and coarse-λC eutectic spacings) for the directionally solidified (DS) Sn-52wt.%Bi-1wt.%Sb and Sn52wt.%Bi-2wt.%Sb alloys under transient heat flow conditions. A dendritic array was identified for the Sn-Bi-Sb alloys formed by a Sn-rich matrix with Bi precipitates at its core, surrounded by lamellar eutectic structures (Sn-rich+Bi-rich), Bi trifolis and fishbone-like eutectic. The significant fraction of eutectic mixture (Sn-rich+Bi-rich) in the Sn-Bi-Sb alloys induced the -1/4 and -1/2 exponents, proposed by Jackson and Hunt for eutectics, characterize the evolutions of λ1, λ3 and λ2, as a function of ṪL and VL, respectively. These exponents also characterized evolutions of λF and λC against ṪL and VL for the modified alloy containing 1wt.%Sb. Hall-Petch type correlations for Sn-Bi-Sb alloys displayed that additions of 1wt.% and 2wt.%Sb have beneficial effects on the ultimate tensile strength-σu and the yield tensile strength-σy, but does not affect ductility (elongation to fracture-δ). Sb additions did not modify the fracture mode of the Sn-52wt.%Bi alloy.pt_BR
dc.description.resumoA busca por materiais sustentáveis e menos tóxicos é uma tendência mundial que deve chamar ainda mais atenção nos próximos anos devido às novas e atuais restrições/diretrizes de órgãos ambientais. As ligas de brasagem livres de chumbo utilizadas na indústria eletrônica são exemplos deste panorama. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo estabelecer correlações entre as variáveis térmicas de solidificação (taxa de resfriamento-ṪL e velocidade de solidificação-VL) e parâmetros microestruturais (espaçamentos dendríticos primário-λ1, secundário-λ2 e terciário-λ3; e eutéticos finos-λF e grosseiro-λg) para as ligas Sn-52%Bi-1%Sb e Sn52%Bi-2%Sb solidificadas direcionalmente em condições transitórias de fluxo de calor. Os resultados mostraram que as microestruturas para as ligas Sn-Bi-Sb são formadas por uma matriz dendrítica rica em Sn com precipitados de Bi em seu interior, cercada por estruturas eutéticas lamelares (Sn+Bi), ainda com estruturas como trifolis de Bi e o eutético tipo “escama de peixe”. Devido a significativa fração de mistura eutética (Sn+Bi) nas ligas Sn-Bi-Sb, os expoentes -1/4 e -1/2, propostos por Jackson e Hunt para o crescimento eutético, caracterizaram as evoluções de λ1, λ3 e λ2, como uma função de ṪL e VL, respectivamente. Os mesmos expoentes foram adotados para caracterizar a evolução dos espaçamentos eutéticos (λfino e λgrosseiro) da liga modificada com 1%Sb contra ṪL e VL. As relações do tipo Hall-Petch para as ligas Sn-Bi-Sb mostraram que as adições de 1 e 2%Sb aumentaram a resistência mecânica (limite de escoamento-σe e de resistência à tração-σt) da liga hipoeutética Sn-52%Bi, mas não afetaram a ductilidade (alongamento específico-δ). As adições de Sb não modificaram o modo de fratura da liga Sn-52%Bi.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationPAIXÃO, Jeverton Laureano. Influência da adição de antimônio na liga hipoeutética Sn52%Bi solidificada direcionalmente: parâmetros térmicos, microestruturais e resistência mecânica. 2019. 98f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27638
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSolidificaçãopt_BR
dc.subjectVariáveis térmicaspt_BR
dc.subjectLigas Sn-Bi-Sbpt_BR
dc.subjectMicroestruturapt_BR
dc.subjectPropriedades mecânicas de traçãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleInfluência da adição de antimônio na liga hipoeutética Sn52%Bi solidificada direcionalmente: parâmetros térmicos, microestruturais e resistência mecânicapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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