Solidificação direcional da liga eutética Sn-9%Zn: interrelações entre microestrutura, parâmetros térmicos e propriedades mecânicas
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Brasil
UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27969 |
Resumo: | The manufacture and use of electronic devices have grown every year in the various applications, however the sustainable control of the materials used still needs to advance. It’s at this moment that lead-free solder alloys enter as alternatives engineering materials in the electronics industry. In this context, the present investigation aims to study the growth eutectic in the Sn-9wt%Zn alloy solidified on different substrates (steel and copper). Microstructural features (phases, morphologies, distribution and microstructural scale such as eutectic and cellular spacings), thermal parameters (growth rate-VE and cooling rate-ṪE), experimental growth laws and tensile mechanical properties (ultimate tensile strength-σu, yield tensile strength-σY and elongation-to-fracture-δ) have been discussed. Sn-Zn alloy castings displayed a microstructure with eutectic colonies formed by Zn-rich phase, α-Zn, dispersed with two morphologies, globular-λg and needles-λn, in the Sn-rich matrix. Considering two Sn-Zn ingots, it can be seen that for VE>0,45 mm/s values, globular and needle morphologies prevails in the microstructure, while for VE<0,45 mm/s values, α-Zn needles predominate. Higher mechanical resistance (σu and σY) and ductility (δ) values have been observed for refined structures in both Sn-Zn alloy castings. The fractographs revealed a mode of ductile fracture for the Sn-Zn ingots analyzed, with higher fraction of dimples. |
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Solidificação direcional da liga eutética Sn-9%Zn: interrelações entre microestrutura, parâmetros térmicos e propriedades mecânicasDirectional solidification of the eutectic Sn-9wt.%Zn alloy: inter-relations of microstructure, thermal parameters and mechanical propertiesSolidificação direcionalVariáveis térmicasLigas Sn-ZnCrescimento eutéticoPropriedades mecânicasCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAThe manufacture and use of electronic devices have grown every year in the various applications, however the sustainable control of the materials used still needs to advance. It’s at this moment that lead-free solder alloys enter as alternatives engineering materials in the electronics industry. In this context, the present investigation aims to study the growth eutectic in the Sn-9wt%Zn alloy solidified on different substrates (steel and copper). Microstructural features (phases, morphologies, distribution and microstructural scale such as eutectic and cellular spacings), thermal parameters (growth rate-VE and cooling rate-ṪE), experimental growth laws and tensile mechanical properties (ultimate tensile strength-σu, yield tensile strength-σY and elongation-to-fracture-δ) have been discussed. Sn-Zn alloy castings displayed a microstructure with eutectic colonies formed by Zn-rich phase, α-Zn, dispersed with two morphologies, globular-λg and needles-λn, in the Sn-rich matrix. Considering two Sn-Zn ingots, it can be seen that for VE>0,45 mm/s values, globular and needle morphologies prevails in the microstructure, while for VE<0,45 mm/s values, α-Zn needles predominate. Higher mechanical resistance (σu and σY) and ductility (δ) values have been observed for refined structures in both Sn-Zn alloy castings. The fractographs revealed a mode of ductile fracture for the Sn-Zn ingots analyzed, with higher fraction of dimples.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A fabricação e uso de dispositivos eletrônicos tem crescido a cada ano nas diversas aplicações, contudo o controle sustentável dos materiais utilizados ainda precisa avançar. É neste momento que as ligas de soldagem livres de chumbo entram como alternativas de materiais de engenharia na indústria eletrônica. Neste contexto, a presente proposta visa estudar o crescimento eutético na liga Sn-9%Zn solidificada em diferentes substratos (aço e cobre). Aspectos microestruturais (fases, morfologias, distribuição e tamanho de escala microestrutural como espaçamentos celulares e interfásicos), parâmetros térmicos (velocidade de deslocamento da frente eutética-VE e a taxa de resfriamento-ṪE), leis de crescimento experimental e propriedades mecânicas de tração (limite de resistência à tração-σt, limite de escoamento-σe e alongamento específico-δ) foram discutidas. Os lingotes Sn-Zn apresentaram uma microestrutura com colônias eutéticas formadas por uma fase rica em zinco, α-Zn, a qual exibiu duas morfologias, interfásico globular (λg) e/ou em agulhas (λa) dispersas em uma fase rica em estanho, β-Sn. Considerando os dois lingotes Sn-Zn, notou-se que para valores de VE>045 mm/s, as morfologias globular e agulha da fase α-Zn predominavam na microestrutura, enquanto que para VE<0,45 mm/s, uma morfologia tipo agulha prevaleceu. Observou-se que maiores valores de resistência mecânica (σt e σe) e ductilidade (δ) eram obtidos para estruturas mais refinadas em ambos os lingotes Sn-Zn. As fractografias revelaram um modo de fratura dúctil para os lingotes Sn-Zn analisados, com alta fração de dimples.BrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISSilva, Bismarck LuizNascimento, Rubens Maribondo doCastro, Nicolau ApoenaBrito, Crystopher Cardoso deRamos, Lidiane Silva2019-11-22T23:27:19Z2019-11-22T23:27:19Z2019-08-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfRAMOS, Lidiane Silva. Solidificação direcional da liga eutética Sn-9%Zn: interrelações entre microestrutura, parâmetros térmicos e propriedades mecânicas. 2019. 85f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27969info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2019-11-24T05:18:37Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/27969Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2019-11-24T05:18:37Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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