Estudo da solidificação da liga metálica eutética BiInSn em ambiente de microgravidade utilizando tubo de queda livre, "drop tube"

Este trabalho tem como objetivo solidificar uma liga metálica em ambiente de microgravidade, utilizando-se o tubo de queda livre, drop tube, do LAS/CTE INPE, bem como a análise das amostras solidificadas utilizando técnicas de caracterização envolvendo massa específica, calorimetria exploratória dif...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2009
Main Author: Rafael Cardoso Toledo
Orientador/a: Chen Ying An
Banca: Carlos Moura Neto
Format: Dissertação
Language:por
Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Programa: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
Online Access:http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/02.26.15.24.06
Resumo Português:Este trabalho tem como objetivo solidificar uma liga metálica em ambiente de microgravidade, utilizando-se o tubo de queda livre, drop tube, do LAS/CTE INPE, bem como a análise das amostras solidificadas utilizando técnicas de caracterização envolvendo massa específica, calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria por energia dispersiva (EDS). É realizada uma investigação das diferenças existentes entre as microestruturas das amostras obtidas em microgravidade e em gravidade normal, sendo que material escolhido para este trabalho é a liga ternária eutética Bi32,5In51Sn16,5 (% em peso), que pode ser utilizado como liga de solda e na fabricação de fusíveis, e tem como principal característica o seu baixo ponto de fusão, de aproximadamente 60 °C. O estudo dessa liga também é útil para a elaboração de projetos para a realização de experiências em ambientes com longa duração de microgravidade, como na Estação Espacial Internacional (ISS) ou nos ônibus espaciais, onde por causa da presença de tripulação os requisitos de segurança e de seleção de materiais embarcados são extremamente rigorosos. A liga utilizada neste trabalho é um excelente candidato para estes ambientes restritos, por apresentar baixa temperatura de fusão e também ser livre de elementos tóxicos, como o chumbo e o cádmio, que normalmente estão presentes em outras ligas de mesmo propósito.
Resumo inglês:This work aims to solidify a metal alloy in a microgravity environment using a drop tube, at LAS/CTE INPE, as well as analysis of the solidified samples using techniques of characterization involving density, differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Also it is evaluated the differences between the microstructures of the samples obtained under microgravity and at normal gravity. The material chosen for this work is a ternary eutectic alloy Bi32.5In51Sn16.5 wt.%, which can be used as a solder alloy and fuses for electric protection, and its main characteristic is a low melting point by around 60 °C. This alloy will also be useful for experiments in restricted environments like at International Space Station (ISS) or at space shuttle, where because the presence of crew, the security requirements and selection of shipped materials are very strict. The alloy used in this work is an excellent candidate for work in restricted environments, by presenting low temperature of fusion and also be free of toxic elements such as lead and cadmium, which are normally present in other alloys of the same purpose.