Title

PREPARAÇÃO DA LIGA COBRE-NÍQUEL ATRAVÉS DE UM NOVO MÉTODO QUÍMICO

PREPARATION OF CU-NI ALLOYS THROUGH A NEW CHEMICAL ROUTE

Authorship

Brocchi, Eduardo de Albuquerque; Motta, Marcelo Senna; Medeiros, Marília Carvalho

Brocchi, Eduardo de Albuquerque

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Motta, Marcelo Senna

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Medeiros, Marília Carvalho

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DOI

10.5151/2594-5327-0216

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Abstract

A liga Cu-Ni foi preparada a partir de uma solução aquosa de nitratos de cobre e níquel, tendo como resultado a co-formação de seus óxidos misturados ultrafinos, pelo aquecimento próximo a 650K, seguido por uma redução com hidrogênio em temperaturas relativamente baixas. O efeito da temperatura (entre 473 e 623K) na cinética da redução com hidrogênio dos óxidos co-formados de cobre e níquel foi estudado. A energia de ativação para a reação de redução foi calculada e o valor encontrado foi de 35,8 KJ/mol. Uma proposição de modelo para a cinética do processo foi aplicado com sucesso. Foi possível obter a liga com alta pureza e livre de qualquer oxigênio detectável, a 623K em menos de 20 minutos. Embora a analise por difração de raios X dos óxidos co-formados tenha mostrado picos do óxido de cobre e do óxido de níquel, a liga em pó mostrou um único pico que fica a uma distância d entre os picos do Cu e do Ni. É sugerido que a liga dos dois metais tenha se formado durante a redução com hidrogênio em partículas de cobre e níquel na escala nanométrica. A liga em pó foi sinterizada a 1273K. A densidade e a dureza da liga consolidada foi medida, encontrando-se valores próximos aos valores teóricos. A liga foi submetida a uma laminação a frio e recozimento, além de um exame metalográfico e uma caracterização por microscopia eletrônica (MEV/EDS, MET), sendo comprovada a homogeneidade da mesma.

Copper nickel alloy has been prepared from the mixed aqueous solution of the nitrates of copper and nickel, through co-formation of their ultra fine mixed oxides by heating around 650K followed by reduction with hydrogen at a very low temperature (below 623K). The effect of temperature ( 473 to 623K) on the Kinetics of the hydrogen reduction of the co-formed oxides of Ni and Cu has been studied. The activation energy of the reduction reaction has been calculated and found to be 35,8 KJ/mole. A model for the kinetics of the process has been applied. It has been possible to get high purity Cu-Ni alloy powder (50at% each) free from any detectable oxygen, from their co-formed oxides, by hydrogen reduction at 623K in less than 20 minutes. Though the X- ray analysis of the co-formed oxides has shown separate peaks for CuO and NiO, the alloy powder has exhibited single peak with a d-spacing lying in between those of Cu and Ni. It is suggested that, the alloying of two metals has taken place during the H2 reduction of nanosized oxide particles of copper and nickel, prepared by above-mentioned chemical route. The alloy powder has been sintered at 1273K. The density and hardness of the consolidated alloy have been measured and found to be close to the theoretical values. The alloy has also been subjected to cold reduction and annealing in addition to metallographic examination and characterization by SEM/TEM to confirm the homogeneity of the alloy.

Keywords

Liga Cu-Ni; Redução; Liga nanoestruturada; Caracterização

Cu-Ni alloy; Reduction; Nano-structured alloy; Characterization