Estudo das reações interfaciais na obtenção de compósitos de matriz de titânio reforçados com fibras de carbeto de silício

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Erika Peterson Gonçalves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Materiais compósitos; Carbureto de titânio; Carbureto de silício; Reações químicas; Difração por raios x; Aquecimento; Ensaios de materiais; Engenharia de materiais
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2188

O grande desafio para a produção de compósitos de titânio reforçados por fibras de carbeto de silício é a elevada reatividade do metal da matriz com a fase reforço.Essa interação é baseada em processos difusivos, que são ativados a temperaturas de processamento convencional das ligas de titânio. A fim de solucionar esta questão, sugeriu-se que os compósitos fossem obtidos pela aplicação das técnicas de metalurgia do pó, que possibilitam a densificação do metal sem que este alcance a temperatura de fusão. Porém, mesmo nestas condições observou-se a formação de compostos frágeis, tais como Ti5Si3, Ti3SiC2, TiSi,TiSi2, em uma região localizada entre a matriz metálica e o reforço cerâmico, observada por microscopia eletrônica de varredura. A dinâmica da formação destes compostos não é esclarecida pela literatura, onde existem divergências entre os pesquisadores. Deste modo, este trabalho objetivou elucidar a sequencia de formação destes compostos provenientes da reação entre o titânio e o carbeto de silício. Para isso foram realizados ensaios sistemáticos de difração de raios X em câmara de aquecimento, onde as amostras analisadas foram submetidas à varredura a cada incremento de 20 C no intervalo de temperatura de 25 - 1200 C. Com este estudo foi possível propor uma sequência de formação dos produtos da reação entre o carbeto de silício e o titânio, onde a presença da camada protetiva de carbeto de titânio mostrou-se ineficiente além de danosa, sendo ela responsável pela antecipação da formação da fase ternária Ti3SiC2, que se decompõem para a formação das fases silicídicas. As reações iniciam com a formação de TiC que é nucleante para a formação de uma fase ternária, Ti3SiC2, que com o aumento da temperatura é dissociada para a formação das fases TiSi2 e Ti5Si3. Estas fases são responsáveis pela fragilização da interface do compósito.