Influência da adição de níquel nas propriedades microestruturais e físico-mecânicas do compósito W-Cu-Ni

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira, Gerlânea Silva de
• Orientador(a): Gomes, Uilame Umbelino
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Reação de redução; Moagem de alta energia; Sinterização; Sistemas W-Cu-Ni
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57597

Este trabalho investiga a influência da adição de Níquel na microestrutura e nas propriedades mecânicas do compósito W-Cu. O tungstênio e seus compósitos, como o sistema tungstêniocobre (W-Cu) e tungstênio-cobre-níquel (W-Cu-Ni), têm atraído crescente interesse devido a suas excelentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. Esses materiais são particularmente relevantes para aplicações na eletroeletrônica, não apresentando toxidade, nem riscos ambientais. Diante disto, o presente trabalho estudou a influência da adição de níquel, em diferentes percentuais, nas propriedades microestruturais e físico-mecânicas do compósito WCu-Ni, obtidos por rotas diferentes, moagem de alta energia e redução, e sinterizados via Sinterização por Plasma Pulsado – SPS e em forno Resistivo Tubular. Foram avaliados também os efeitos de variáveis das etapas de processamento nas propriedades dos compósitos W-CuNi. Para obtenção dos pós, foram misturadas as seguintes composições dos pós iniciais W70%p. Cu30%p.Ni0%p., W70%p.Cu28%p. Ni2%p. e W70%p. Cu25%p. Ni5%p., que posteriormente, foram moídos em um moinho planetário de alta energia, durante 10 horas. E, para a redução, foram misturados o APT e os nitratos de cobre e níquel sob agitação magnética em meio úmido, com álcool etílico, durante 30 minutos a temperatura de 60º C. A sinterização foi realizada através de SPS, nas temperaturas de 900 ºC e 1000 ºC, e, em forno resistivo, com fluxo de gás argônio e hidrogênio, nas temperaturas de 1100°C e 1200ºC. Os pós de partida (W, Cu e Ni) e os moídos, nas proporções citadas anteriormente, foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Após a sinterização, as amostras foram caracterizadas por MEV, EDS, medidas de densidade e microdureza. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura e do EDS, revelaram que a moagem de alta energia por 10 horas e a redução dos precursores foi suficiente para obter o compósito com boa homogeneidade e livre de impurezas. Os difratogramas de DRX mostraram os picos das fases características do compósito. Os compactados sinterizados apresentaram densidades variando de 64.8% a 99.98%, e microdureza de 156.4 HV a 418.46 HV. A amostra de composição CM -2 (W70%p.Cu28%p.Ni2%p.) sinterizada a 1000 ºC via SPS apresentou maior valor de densidade (86,27%) e maior valor de microdureza (371,4 HV), e a amostra de composição CR -2 (W70%p.Cu28%p.Ni2%p.) sinterizada a 1200 ºC em forno resistivo apresentou maior valor de densidade (99.98%) e maior valor de microdureza (418.46HV), consequentemente menor porosidade, também revelada pela micrografia que, mostra partículas uniformemente distribuídas e uma microestrutura homogênea em termos de forma e tamanho de grão . Desta forma, a adição de pequenas quantidades de níquel e o aumento da temperatura de sinterização influenciou de forma positiva nas propriedades mecânicas do compósito em estudo.