Producción y Caracterización de Aluminio Reforzado con Nanopartículas de SiC
Autores: Rocha, Francisca; Simões, Sónia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aluminio
Nanocompuestos
Carburo de silicio
Dispersión
Caracterización mecánica
Refuerzo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los nanocompuestos de matriz de aluminio han sido objeto de mucha atención debido a sus extraordinarias propiedades mecánicas y estabilidad térmica. Esta investigación se centra en la producción y caracterización de una matriz de aluminio reforzada con partículas nanométricas de carburo de silicio (SiC). Se utilizó la ruta convencional de metalurgia en polvo para producir los nanocompuestos, y el proceso de dispersión y mezcla se llevó a cabo mediante ultrasonido. Se evaluaron las condiciones de dispersión y la fracción de volumen de SiC en la producción de los nanocompuestos. La caracterización microestructural se realizó utilizando microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDS) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD). La caracterización mecánica se llevó a cabo mediante pruebas de dureza y tracción. Se investigó el agente de dispersión, y el isopropanol conduce a una mejor dispersión con menos aglomerados. Aumentar la fracción de volumen del refuerzo mejora la dureza de los nanocompuestos. Sin embargo, se observa una mayor aglomeración del refuerzo para fracciones de volumen más grandes. El mayor aumento en la dureza (aumento del 77% en comparación con la dureza de la matriz de Al) se obtiene con un 1.0% en volumen de SiC, correspondiente a la muestra con la mejor dispersión. La caracterización mecánica a través de pruebas de tracción atestigua el efecto del refuerzo en la matriz de Al. Los principales mecanismos de fortalecimiento identificados fueron la transferencia de carga, el endurecimiento por textura, el fortalecimiento de Orowan y el aumento en la densidad de dislocaciones en los nanocompuestos.
Descripción
Los nanocompuestos de matriz de aluminio han sido objeto de mucha atención debido a sus extraordinarias propiedades mecánicas y estabilidad térmica. Esta investigación se centra en la producción y caracterización de una matriz de aluminio reforzada con partículas nanométricas de carburo de silicio (SiC). Se utilizó la ruta convencional de metalurgia en polvo para producir los nanocompuestos, y el proceso de dispersión y mezcla se llevó a cabo mediante ultrasonido. Se evaluaron las condiciones de dispersión y la fracción de volumen de SiC en la producción de los nanocompuestos. La caracterización microestructural se realizó utilizando microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDS) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD). La caracterización mecánica se llevó a cabo mediante pruebas de dureza y tracción. Se investigó el agente de dispersión, y el isopropanol conduce a una mejor dispersión con menos aglomerados. Aumentar la fracción de volumen del refuerzo mejora la dureza de los nanocompuestos. Sin embargo, se observa una mayor aglomeración del refuerzo para fracciones de volumen más grandes. El mayor aumento en la dureza (aumento del 77% en comparación con la dureza de la matriz de Al) se obtiene con un 1.0% en volumen de SiC, correspondiente a la muestra con la mejor dispersión. La caracterización mecánica a través de pruebas de tracción atestigua el efecto del refuerzo en la matriz de Al. Los principales mecanismos de fortalecimiento identificados fueron la transferencia de carga, el endurecimiento por textura, el fortalecimiento de Orowan y el aumento en la densidad de dislocaciones en los nanocompuestos.