PROCESSAMENTO, MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES DE COMPÓSITOS À BASE DE COBRE REFORÇADOS COM ALUMINA

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
IId30-004
Daniela Passarelo Moura da Fonseca Fonseca, D.P.(Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares); Monteiro, W.A.(Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares); O cobre é utilizado por suas boas propriedades físicas, apesar do bom comportamento mecânico e elétrico das ligas de cobre endurecidas por solução sólida e envelhecimento, a altas temperaturas (acima de 500°C) o aumento da recristalização pode causar a deterioração destas propriedades. A adição de fase cerâmica nestas ligas pode aumentar a resistência mecânica e a resistência ao desgaste sem causar grande perda na estabilidade térmica e condutividade elétrica. Este trabalho teve como objetivo processar por metalurgia do pó e estudar a microestrutura e propriedades de compósitos à base de cobre reforçados com alumina, conforme composições em porcentagens de massa: a) 80% Cu - 8% Cr - 4% Ag - 8% Al2O3; b) 80% Cu - 4% Cr - 8% Ag - 8% Al2O3; c) 92% Cu - 8% Al2O3; d) 80% Cu - 20% Al2O3. Para o processamento das amostras foi realizado tratamentos prévios de moagem e peneiramento para o pó de alumina (< 37 µm) e de peneiramento para o pó de cromo (< 37 µm). As amostras foram processadas pela técnica de metalurgia do pó: pesagem, mistura (sem bolas por 30 min com frequência de rotação de 46 rpm), compactação (uniaxial à frio com pressão de 1080 Mpa por 10s) e sinterização (800°C por 6h com taxa de aquecimento de 10°C/min sob vácuo de 10-7 torr). Os pós de partida apresentaram os seguintes valores para diâmetro médio de partícula: cobre 39,86 µm; cromo 56,75 µm; prata 25,39 µm e alumina < 1 µm. Os resultados de microanálise EDS para os pós de cobre, prata e alumina foram adequados, para o pó de cromo indicou impurezas de alumínio, ferro e cobre (previstas pelo fabricante) e de cálcio (não prevista, porém com baixa porcentagem 0,53wt%). As análises de MO, MEV e EDS indicaram boa distribuição das fases na matriz de cobre, boa coalescência das partículas formando superfície continua e baixa porosidade. O cromo formou fases relativamente grandes (da ordem de 50 µm), o que já era esperado devido ao seu tamanho de partícula (mesmo após peneiramento). A prata formou fase finamente dispersa na matriz de cobre. A alumina também formou fases relativamente grandes (da ordem de 20 µm) em todas as composições, possivelmente devido à difusão e aglomeração durante a sinterização, uma vez que seu tamanho de partícula era pequeno. Os resultados de microanálise EDS não indicaram contaminação nem oxidação das amostras. Foi obtida densidade relativa acima de 78%. Os difratogramas indicaram formação de fases isoladas e não foi possível visualizar picos referentes à fase de alumina. O aumento da concentração de alumina diminuiu a condutividade elétrica, no entanto, proporcionou bom incremento na dureza do cobre puro. Apesar das análises indicarem boa densificação do material devido aos parâmetros de compactação e sinterização, a microestrutura não ficou adequada devido à aglomeração da fase de alumina, o ideal é que se obtenha fase finamente dispersa na matriz, isso pode ser obtido com alterações nas etapas de processamento.
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