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Title: Estudo da influência do tempo de moagem de alta energia na microestrutura e propriedades do compósito Al2O3-10%pNi
Other Titles: Study of the influence of high energy milling time on properties and microstructure of Al2O3-10%wNi composite.
Authors: Morais, Bráulio
Keywords: Compósito Al2O3-Ni;alumina;níquel;metalurgia do pó;moagem de alta energia;SPS
Issue Date: 29-Jun-2018
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: ASKELAND, D. R.; FULAY, P. P.; WRIGHT, W. J. The Science and Engineering of Materials. 6th. ed. Stamford: CENGAGE Lerarning, 2011. ASSIS, J. M. K. DE. Estudo Comparativo de Compósitos Alumina-Zircônia Tetragonal e de Cerâmicas de Alumina Aditivada com Nióbia para Aplicações Estruturais. [s.l.] INPE, 2008. BRASIL, D. N. DE P. M. Anuário Mineral Brasileiro: Principais Substâncias Metálicas. Brasília: Ministério de Minas e Energia, 2018. BRAY, E. L. 2015 Minerals Yearbook: Bauxite and Alumina. [s.l: s.n.]. Disponível em: <http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/soda_ash/myb1-2015-sodaa.pdf>. CALLISTER, W. D. J. Ciência e Engenharia dos Materiais: uma introdução. 7o ed. Rio de Janeiro: GEN, 2011. CALLISTER, W. D. J.; RETHWISCH, D. G. Materials science and engineering: an introduction. 9o ed. [s.l: s.n.]. CHIAVERINI, V. Metalurgia do Pó: técnica e produtos. 3. ed. São Paulo: [s.n.]. CHUVILDEEV, V. N. et al. Structure and properties of advanced materials obtained by Spark Plasma Sintering. [s.l.] Elsevier, 2015. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.actaastro.2014.11.008>. DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. São Paulo: SANDVIK, 1999. GOMES, U. U. Tecnologia dos Pós: Fundamentos e Aplicações. Natal: UFRN, 1993. LU, J. et al. Effect of nickel content on the sintering behavior, mechanical and dielectric properties of Al2O3/Ni composites from coated powders. Materials Science and Engineering A, v. 293, n. 1, p. 223–228, 2000. MORITA, K. et al. Distribution of carbon contamination in oxide ceramics occurring during spark-plasma-sintering (SPS) processing: II - Effect of SPS and loading temperatures. Journal of the European Ceramic Society, v. 38, n. 6, p. 2596–2604, 2018. NETO, M. C. DE M. Obtenção e caracterização de um compósito de matriz polimérica com carga de palha de aço. [s.l.] UFRN, 2016. OLIVEIRA, A. G. F. DE. Estudo da influência da adição de níquel em alumina pela rota da metalurgia do pó. [s.l.] Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015. SANTOS, A. DA C. DOS. Estudo da cinética de sinterização em estado sólido de ligas de metal duro WC-Co e WC-Fe-Ni-Co via Plasma Pulsado. [s.l.] UENF, 2016. SHACKELFORD, J. F. Ciencia dos Materiais. 6o ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Fundamentos Da Engenharia E Ciencia Dos Materiais. 5th. ed. [s.l.] Mc Graw Hill, 2012. SURYANARAYANA, C. Mechanical Alloying and Milling Mechanical Engineering. Progress in Materials Science, v. 46, p. 1–184, 2001. TAHA, M. A.; NASSAR, A. H.; ZAWRAH, M. F. Improvement of wetability, sinterability, mechanical and electrical properties of Al2O3-Ni nanocomposites prepared by mechanical alloying. Ceramics International, v. 43, n. 4, p. 3576–3582, 2017. TOKITA, M. Recent Progress of Spark Plasma Sintering ( SPS ) Method and Industrial use of Functionally Graded Materials ( FGMs ). Proceedings of the 13th International Symposium on Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials, v. 1, p. 3–6, 2014. U.S.G.S. Nickel Statistics and Information. Disponível em: <https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/index.html>. Acesso em: 15 maio. 2018. WANG, T. C.; CHEN, R. Z.; TUAN, W. H. Oxidation resistance of Ni-toughened Al2O3. Journal of the European Ceramic Society, v. 23, p. 927–934, 2003. YAO, X. et al. Alumina-nickel composites densified by spark plasma sintering. Materials Letters, v. 59, n. 18, p. 2314–2318, 2005.
Portuguese Abstract: Compósitos metal-cerâmicos visam diminuir a fragilidade dos materiais puramente cerâmicos através da inclusão cerâmica em uma matriz metálica dúctil. Os compósitos a base de alumina possuem ampla aplicabilidade devido às suas notáveis propriedades, podendo ser utilizados, por exemplo, para a fabricação de materiais ferramentas. O compósito de alumina-níquel encontra-se atualmente em evidencia, está sendo estudado através de diversas técnicas, com o objetivo de buscar o entendimento sobre como conseguir a melhor interação entre as fases e suas melhores propriedades. Com base na metalurgia do pó e o auxílio de um moinho de bolas de alta energia foram produzidos quatro pós compósitos de alumina com 10% em massa de níquel por diferentes tempos de moagem (5, 10, 20 e 30 horas). Amostras dos pós moídos por 5 e 30 horas foram sinterizadas por pulso de plasma (SPS) a 1350 ºC por 5 minutos de isoterma sob uma pressão de 40 MPa e uma taxa de aquecimento de 65 ºC/min. A influência do tempo de moagem de alta energia na microestrutura e propriedades dos compósitos sinterizados foi investigada neste trabalho. A caracterização dos pós elementares e preparados por moagem foi realizada por análises particulométricas, Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Os corpos sinterizados foram caracterizados por DRX, MEV, Microdureza Vickers e medidas de densidade. Os resultados indicaram uma boa interação entre as fases, onde partículas de alumina foram dispersas na matriz de níquel. Os corpos sinterizados dos pós moídos por maior tempo alcançaram maiores valores de densidade e microdureza Vickers.
Abstract: Metal-ceramic composites aim to reduce the fragility of pure ceramic materials by ceramic inclusion in a ductile metal matrix. The alumina-based composites have wide applicability because of their outstanding properties, and can be used, for example, in the manufacture of cutting tools. The alumina-nickel composite is currently in evidence, is being studied through several techniques, with the objective of seeking the understanding on how to achieve the best interaction between the phases and their best properties. Based on powder metallurgy and aid of a high energy ball mill, four alumina composite powders with 10% nickel mass were produced by different milling times (5, 10, 20 and 30 hours). Samples of powders milled for 5 and 30 hours sintered by Spark Plasma Pulse (SPS) at 1350 ° C for 5 minutes of isotherm under a pressure of 40 MPa and a heating rate of 65 ° C / min. The influence of the high energy milling time on the microstructure and properties of the sintered composites were investigated in this work. The characterization of the elementary powders and prepared by milling was performed by particle size analysis, X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The sintered bodies were characterized by XRD, SEM, Vickers Microhardness and density measurements. The results indicated a good interaction between the phases where alumina particles were disperse in the nickel matrix. The sintered bodies of the milled powders for the longest time reached higher density and Vickers microhardness values.
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/6882
Other Identifiers: 2016007294
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