Title

INFLUÊNCIA DE DOPANTES E ELEMENTOS DE LIGA NA DIFUSÃO DE METAL PARA OBTENÇÃO DE COMPÓSITOS POR OXIDAÇÃO DIRETA

INFLUENCE OF DOPANTS AND ALLOY ELEMENTS IN THE DIFUSION OF METAL COMPOSITES OBTAINED BY DIRECT OXIDATION OF MOLTEN

Authorship

Folgueras, Marilena Valadares; Franco, Eliana; Buchmann, Carla F.; Costa, César Edil da

Folgueras, Marilena Valadares

I am this author

Franco, Eliana

I am this author

Buchmann, Carla F.

I am this author

Costa, César Edil da

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-0158

Downloads

Abstract

Com o intuito de obter materiais compósitos por oxidação direta de metais, foram desenvolvidos estudos empregando diferentes condições de infiltração e considerando a possibilidade de utilização de diferentes ligas de alumínio e dopantes. Para isto, as preformas cerâmicas de alumina foram obtidas por compactação uniaxial. Como material infiltrante foram utilizados alumínio puro e ligas de alumínio com diferentes conteúdos de silício e magnésio obtidos por fundição e metalurgia do pó. Como dopante foram utilizados magnésio puro e óxido de magnésio. O dopante foi colocado entre a preforma e a liga infiltrante, para favorecer as condições de fluidez do material e retardar a oxidação do metal. O processo foi levado a cabo em atmosfera oxidante a uma temperatura de 1100oC (em forno mufla), por um tempo de 24 horas. As avaliações dos resultados foram feitas através de MOP, MEV. A utilização de alumínio puro não possibilitou a infiltração das preformas devido a sua baixa fluidez e com a utilização de ligas com conteúdos de Si, Mg (Al-5,5Si-5,0Mg), aumentou a fluidez possibilitando certo grau de infiltração. Já a utilização de MgO como dopante melhorou a difusão da liga na preforma aumentando a infiltração, para a liga de Al-Si-Mg. A utilização de maiores teores de Si na liga Al-10Si-3Mg, melhorou a fluidez da mesma possibilitando a infiltração total. Nos compósitos obtidos, o infiltrante oxidou-se quase 100% restando pequenos veios de Al residual.

Infiltration with different conditions was used to develop materials composits by direct metal oxidation. The possibility of use of different aluminum alloys and dopantes was considered. Different conditions of process were applied to control infiltration eficiency. The experiments were carried out in oxidant atmosphere at 1100oC/24 h and the alumina preforms manufactured by uniaxialy compactation. In this experiments were used MgO as dopants and commercial aluminium and aluminium alloys (Al5Mg, Al5Si3Mg, Al5Si5Mg, Al10Si3Mg) as metal. The alloys were prepared by casting or powder metallurgy. The MgO dopant was placed between the preform and the infiltrant metal to favor the conditions of fluidity of the material and to delay the oxidation of the metal. To value the eficience of infiltration process the samples were examined using scanning electron microscopy and optical microscopy. The pure aluminum did not make possible infiltration of the preforms due its low fluidity. The silicon as alloying incresed de fluidity of metal making possible the infiltration. Already the use of MgO as dopant improved the diffusion of metal in the preform increasing ilfiltration for Al-Si-Mg alloys. The use of 10% improved the fluidity making possible total infiltration. In the samples where infiltration was total almost remaining small residual aluminium.

Keywords

Oxidação direta; Compósitos; Alumina; Alumínio.

Direct oxidation; Composites; Al2O3; Aluminum.