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Title: Sinterização de compósitos de Ni/SiC a partir de NiO
Other Titles: Sintering Ni/SiC composites from NiO
Authors: Lima, Ella Raquel do Vale Souza de
Keywords: Compósitos de Ni;NiO;SiC;Metalurgia do pó
Issue Date: 4-Sep-2018
Citation: LIMA, Ella Raquel do Vale Souza de. Sinterização de compósitos de Ni/SiC a partir de NiO. 2018. 102f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: Metal matrix composites reinforced by carbide particles are promising engineering materials as a result of a combination of mechanical, corrosion and wear resistance at high service temperatures. However, the toxicity of Ni impairs the use of its powder. Alternatively, NiO can be used as starting material and be reduced during processing of the composite. The present study aimed at the production of Ni-SiC composites from NiO-SiC mixtures. The effect of the pressing load on the dilatometric behavior of the mixtures was investigated. NiO powders with average particle size 14 µm were mixed (0, 3, 10 and 20 wt.%) with SiC of average particle size 14.75 µm and attrition-milled during 1 h. The mixtures were then granulated using 1.5 wt.% paraffin in hexane solution and uniaxially pressed under 200 MPa or 400 MPa. The cylindrical pellets were then sintered in a dilatometer at heating rates of 5 ºC or 10 ºC/min. The density of the sintered samples was evaluated according to the combination of pressing load and dilatometric profile. The results revealed that homogenous NiO-SiC mixtures could be produced. Pellets pressed under 400 MPA depicted higher density. Sintering at 5 /C/min heating rate resulted in improved densification. The addition of 10 wt. % of SiC in the Ni matrix allowed the hardening with greater microstructural homogeneity and better continuity of the matrix, presented higher hardness and surface dense value, proved by SEM images.
Portuguese Abstract: Compósitos de matriz metálica de níquel reforçados por partículas de carbeto são considerados materiais de engenharia promissores por apresentarem propriedades como resistência mecânica associada à resistência à corrosão e resistência ao desgaste em altas temperaturas. Porém, a toxicidade do níquel é um aspecto limitante no uso desse pó. Uma alternativa à produção de compósitos sinterizados com matriz de níquel é por meio do emprego do NiO. Neste trabalho foi estudado a produção de compósitos Ni-SiC partindo da matriz de NiO pelo processo de redução do óxido durante a etapa de sinterização. Foram investigados os efeitos da carga de compactação no comportamento dilatométrico de misturas Ni-SiC. Os pós de NiO com tamanho médio de partículas de 14 µm foram misturados a 0%, 3%, 5%, 10% e 20% em massa de SiC com tamanho médio de partículas de 14,75 µm. A mistura foi realizada em moinho de alta energia tipo atrittor durante 1h. As misturas foram granuladas em tambor, com 1,5% em massa de parafina diluída em hexano. A compactação uniaxial foi realizada utilizando pressão de 200 MPa e 400 MPa. As peças foram sinterizadas em dilatômetro com taxa de aquecimento de 5ºC e 10ºC/min. Foram avaliados os perfis dilatométricos e determinadas as densidades das amostras. Foi avaliada a influência da taxa de aquecimento na sinterização e da pressão de compactação na densificação e microestrutura. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que: as imagens obtidas por MEV-FEG das misturas de NiO-SiC comprovaram distribuição homogênea dos carbetos na matriz de óxido de níquel. As amostras compactadas com pressão 400MPa apresentaram maior densidade; as curvas de dilatometria mostraram que o SiC favoreceu a sinterização do Ni, e as amostras sinterizadas com taxa de aquecimento menor apresentaram maior retração. A adição de 10% de SiC na matriz de Ni permitiu o endurecimento com maior homogeneidade microestrutural e melhor continuidade da matriz, apresentou maior valor de dureza e boa densidade superficial comprovada pelas imagens obtidas por MEV.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26243
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