Confecção de peças metálicas amorfas por fusão a arco e coquilhamento

A maior dificuldade atualmente encontrada para amplificar o uso dos metais amorfos está em estabelecer processos e composições que possibilitem a confecção de peças metálicas que possuam dimensões significativas. Hoje em dia, muitas das ligas amorfas conhecidas são pós ou fitas de espessuras nano/micrométricas confeccionadas por processos de solidificação rápidas ou moagem de alta energia. Sendo assim, este projeto objetivou preferencialmente a produção de peças metálicas amorfas com dimensões relevantes (alguns milímetros ou até mesmo centímetros) a partir do processo de fusão por arco elétrico em atmosfera inerte e controlada (necessariamente com extrema limpeza), e resfriamento em coquilha de cobre refrigerada e impulsionada por sucção a vácuo. O sistema para síntese das peças foi desenvolvido no projeto de auxílio regular da FAPESP 2006/00675-4. O sistema no qual se fundem as peças possui um injetor de argônio dentro da câmara de fusão, e com o auxilio de getters feitos de titânio para maior purificação da atmosfera, onde eles atuam capturando o oxigênio que é liberado nas etapas reacionais. Após a fusão da liga, o sistema suga por meio de vácuo o líquido para dentro da coquilha, onde lá é resfriado e solidificado na forma de cunha, formato que proporciona a análise das propriedades do material, conforme a variação de sua espessura. Com o material já solidificado, este foi analisado inicialmente por meio de microscopia ótica e pelo método de difração de raios-X. Posteriormente foram feitas análises térmicas por Calorimetria Exploratória Diferencial e quantificação do nível de oxigênio das amostras por detecção de infravermelho, e suas composições químicas foram determinadas por Microscopia Eletrônica de Varredura acoplado a um Espectrômetro de Energia Dispersiva de raios-X.

Palavras-chave em Inglês

Amorphous metals
Significant dimensions
Amorphous alloys

Resumo em Inglês

The biggest difficulty found to amplify the use of amorphous metals, is to establish processes and compositions that allow the fabrication of metal samples that have significant dimensions. Nowadays, many amorphous alloys known are powders or ribbons with nano/micrometer thicknesses made by rapid solidification processes or high-energy milling. Thus, this project aimed to produce amorphous metal parts with relevant dimensions (a few millimeters or even centimeters) from the process by electric arc in an inert atmosphere and controlled (necessarily with extreme cleanliness), and cooling to copper mold and refrigerated boosted by vacuum suction. The system for synthesis of the parts was developed in the project to assist regular FAPESP 2006/00675-4. The system on which fuse the samples has an injector argon inside the melting chamber, and with the help of getters (titanium) for greater purification of the atmosphere, where they act capturing the oxygen which is released in the reaction steps. After melting the alloy, the system sucks, by vacuum, the liquid into the permanent mold, in which there is cooled and solidified in the form of wedge shape which provides an analysis of the properties of material with varying thickness. With the material has solidified, it was initially examined by optical microscopy and by the method of X-ray diffraction. Subsequently was made thermal analysis and differential scanning calorimetry measurement of oxygen level of the samples by infrared detection, and the chemical composition was determinated by scanning electron microscopy coupled with spectroscopic detector by energy dispersive of X-ray (EDS).

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Data de Publicação

2017-11-28

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