Efeito da moagem de alta energia na densificação e microestrutura do compósito AI2O3-Cu - Oliveira, Tatiane Potiguara (2014)
O compósito Al2O3-Cu alia a fase cerâmica da alumina, que é extremamente dura e resistente, porém muito frágil, à fase metálica do cobre de alta ductilidade e elevada tenacidade à fratura. Tais características fazem desse material um forte candidato para aplicação como ferramenta de corte. Pós compósitos Al2O3-Cu nanocristalinos e de alta homogeneidade podem ser produzidos por moagem de alta energia, assim como estruturas densas e de melhores propriedades mecânicas podem ser obtidas por sinterização com fase líquida. Este trabalho investiga o efeito da moagem de alta energia na dispersão das fases Al2O3 e Cu, bem como a influência do teor de Cu na formação das partículas compósitas Al2O3-Cu. Um moinho planetário Pulverisatte 7 de alta energia foi usado para efetuar os experimentos de moagem. Pós de Al2O3 e Cu na proporção de 5, 10 e 15% em massa de Cu foram colocados para moer em um recipiente com bolas de metal duro e álcool etílico. Uma razão em massa de pó para bolas de 1:5 foi utilizada. Todos os pós foram moídos até 100 horas, e amostras de pós foram coletadas após 2, 10, 20, 50 e 70 horas de moagem. Compactos de pós compósitos com forma cilíndrica de 8 mm de diâmetro foram prensados em matriz uniaxial e sinterizados em forno resistivo a 1200, 1300 e 1350 oC por 60 minutos e sob uma atmosfera de argônio e hidrogênio. A taxa de aquecimento usada foi de 10 oC/min. Os pós e as estruturas dos corpos sinterizados foram caracterizados por DRX, MEV e EDS. Análises de TG, DSC e granulometria também foram usadas para caracterizar os pós moídos, assim como, a dilatometria foi empregada para observar a contração dos corpos sinterizados. A densidade dos corpos verdes e sinterizados foi medida usando o método geométrico (massa/volume). Medidas de microdureza vickers com carga de 500 g durante 10 s foram efetuadas nas estruturas sinterizados. Os compósitos Al2O3–Cu com 5% de cobre alcançaram densidade de 61% da densidade teórica, e uma dureza de 129 HV quando sinterizados a 1300 oC por 1h. Diferentemente, menores densidades (59 e 51% da densidade teórica) e durezas (110 e 105 HV) foram alcançadas quando o teor de cobre aumento para 10 e 15%.