Estudo da densificação e microestrutura do compósito cobregrafite preparado por moagem de alta energia e sinterizado por SPS

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Nunes, Evanildo Vicente de Oliveira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45678
Resumo: Cu-graphite composite is a material used as electrical contacts. In this work, the effect of high energy milling on the production of Cu-graphite composite powders was investigated. The influence of the preparation of these powders on the densification and microstructure of the sintered samples was also the object of investigation, in addition to the effect caused on the electrical conductivity of this composite. The powders were prepared by manual mechanical mixing and high energy milling in the Pulveriseatte 7 and SPEX 8000D planetary mills. Cu powders and graphite in the proportion of 5 wt.% Of graphite were placed to milling in a Pulveriseatte 7 planetary mill with container and carbide balls and in a SPEX 8000D mill with container and stainless steel balls. In the planetary mill, the milling was carried out at 400 rpm under a high purity argon atmosphere for 50 h. During this time, samples of powders were collected after 2, 10, 20, 30 and 40 h of milling. The mass ratio of ball powder used was 1:5. The same argon atmosphere and mass ratio of powder to balls were used for milling in SPEX mill. Two powders were prepared at 400 rpm for 1 and 2 h of milling. Powder compacts prepared by milling and mechanical mixing were sintered by pulsed plasma (SPS) at 650, 700 and 950 °C for 5 minutes and under a pressure of 25, 40 and 50 MPa in a graphite cylindrical matrix and under a vacuum chamber. The heating rate used was 100°C/min. The SEM images associated with the EDS showed that the increase in the milling time caused a good dispersion and homogenization between the phases, as well as, a good refinement of the milled powders. The diffractograms revealed that the evolution of the milling promoted a reduction in the size of the crystallite in the copper phase. The sintered samples of the mixed powders showed higher density.
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Cu powders and graphite in the proportion of 5 wt.% Of graphite were placed to milling in a Pulveriseatte 7 planetary mill with container and carbide balls and in a SPEX 8000D mill with container and stainless steel balls. In the planetary mill, the milling was carried out at 400 rpm under a high purity argon atmosphere for 50 h. During this time, samples of powders were collected after 2, 10, 20, 30 and 40 h of milling. The mass ratio of ball powder used was 1:5. The same argon atmosphere and mass ratio of powder to balls were used for milling in SPEX mill. Two powders were prepared at 400 rpm for 1 and 2 h of milling. Powder compacts prepared by milling and mechanical mixing were sintered by pulsed plasma (SPS) at 650, 700 and 950 °C for 5 minutes and under a pressure of 25, 40 and 50 MPa in a graphite cylindrical matrix and under a vacuum chamber. The heating rate used was 100°C/min. The SEM images associated with the EDS showed that the increase in the milling time caused a good dispersion and homogenization between the phases, as well as, a good refinement of the milled powders. The diffractograms revealed that the evolution of the milling promoted a reduction in the size of the crystallite in the copper phase. The sintered samples of the mixed powders showed higher density.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqO compósito Cu-grafita é um material usado como contatos elétricos. Nesse trabalho, foi investigado o efeito da moagem de alta energia na produção de pós compósitos Cu-grafita. A influência da preparação desses pós na densificação e microestrutura das amostras sintetizadas também foi objeto de investigação, além do efeito provocado na condutividade elétrica desse compósito. Os pós foram preparados por mistura mecânica manual e moagem de alta energia nos moinhos planetário Pulveriseatte 7 e SPEX 8000D. Pós de Cu e grafita na proporção de 5% em massa de grafita foram colocados para moer em um moinho planetário Pulveriseatte 7 com recipiente e bolas de metal duro e em um moinho SPEX 8000D com recipiente e bolas de aço inoxidável. No moinho planetário, a moagem foi realizada a 400 rpm sob atmosfera de argônio de alta pureza por 50 h. Durante esse tempo, amostras de pós foram coletadas após 2, 10, 20, 30 e 40 h de moagem. A razão em massa de pó para bolas usada foi de 1:5. A mesma atmosfera de argônio e a razão em massa de pó para bolas foram usadas para a moagem em moinho SPEX. Neste tipo de moinho, dois pós foram preparados a 400 rpm durante 1 e 2 h de moagem. Compactos de pós preparados por moagem e mistura mecânica foram sinterizados por plasma pulsado (SPS) a 650, 700 e 950 oC por 5 minutos e sob uma pressão de 25, 40 e 50 MPa em matriz cilíndrica de grafita e sob uma câmara de vácuo. A taxa de aquecimento usada foi de 100oC/min. As imagens de MEV associada ao EDS mostraram que o aumento no tempo de moagem provocou uma boa dispersão e homogeneização entre as fases, assim como bom refinamento dos pós moídos. Os difratogramas revelaram que a evolução da moagem promoveu uma redução no tamanho do cristalito na fase cobre. As amostras sinterizadas dos pós misturados apresentaram maior densidade.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICACosta, Franciné Alves dahttp://lattes.cnpq.br/7215349710716825http://lattes.cnpq.br/8698567925323942Mashhadikarimi, Meysamhttp://lattes.cnpq.br/9422624675887080Torres, Marco Antônio Moraleshttp://lattes.cnpq.br/0091292234916055Gomes, Uilame Umbelinohttp://lattes.cnpq.br/9858094266525225Silva, Ariadne de Souzahttp://lattes.cnpq.br/5623381698478389Macedo, Daniel Araújo dehttp://lattes.cnpq.br/1027496814443777Silva, Angelus Giuseppe Pereira dahttp://lattes.cnpq.br/1435330862718379Nunes, Evanildo Vicente de Oliveira2022-01-18T23:39:55Z2022-01-18T23:39:55Z2020-08-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfNUNES, Evanildo Vicente de Oliveira. Estudo da densificação e microestrutura do compósito cobregrafite preparado por moagem de alta energia e sinterizado por SPS. 2020. 129f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/45678info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2022-05-02T15:33:18Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/45678Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2022-05-02T15:33:18Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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