Dissertação

{pt_PT=Development of copper matrix composites reinforced by alumina and carbon materials via synergic milling} {} EVALUATED

{pt=Os compósitos com matriz de cobre são usados em diversas aplicações termo-eléctricas. No entanto, a baixa resistência mecânica, a sensibilidade a impurezas e as baixas temperaturas de serviço limitam simultaneamente as suas aplicações e os processos de fabrico. O desenvolvimento de um método capaz de produzir matrizes de cobre mais resistentes, com maior estabilidade térmica e sem a perda de propriedades de transporte é fundamental.A grafite e a alumina tem sido usadas para aumentar a resistência mecânica e estabilidade térmica do cobre. A prata aumenta a resistência mecânica e a temperatura de recristalização do cobre potenciando o aumento da eficiência de moagem.Neste trabalho produziu-se,por moagem de alta energia,compósitos com 2% em peso de alumina e grafite, com ou sem adições de 1.6% em peso de prata. A escolha de meios de moagem de cobre,sinérgicos, constitui uma mudança de paradigma, contrastando com os meios tradicionais de elevada dureza.As moagens de 5 gramas de pó foram realizadas até 8 horas a 200 RPM em Árgon. O tamanho de cristalite mínimo obtido foi 21nm, 18nm e 20nm, respectivamente para os sistemas Cobre-Grafite, Cobre-Grafite-Alumina e Cobre-Grafite-Alumina-Prata. As ultra micro-Durezas, HV0.025, máximas obtidas foram, respectivamente, 199±18, 220±27 e 221±8. Para moagem de 8 horas, a adição de prata provocou um aumento do rendimento mássico de 21% para 56%,fornecendo uma solução para as perdas de massa devidas à soldadura ao meio de moagem., en=Copper based composites are used for several thermo-electric applications. However, low strength, contaminant sensitivity and low service temperatures limit both applications and production methods. The development of a manufacturing method capable of providing a stronger copper matrix, with higher thermal stability, while minimizing transport property loss is imperative.Graphite and alumina particles have been used to produce copper composites with improved dispersion strengthening and thermal stability. To increase matrix strength and copper recrystallization temperature silver was also added: the combined effect of these properties fosters milling efficiency.This work approaches the production of 2wt% alumina, 2wt% graphite reinforced copper matrix composites, with or without 1.6wt% silver addictions, via high energy milling. The synergistic use of copper for milling media constitutes a paradigm shift in contrast to previously used media that emphasised high hardness as the optimal choice.5 gram powder batches were milled up to 8 hours, at 200 RPM, in argon. A minimum copper crystallite size, as determined by XRD, of 21nm, 18nm and 20nm were respectively obtained for the Copper-Graphite, Copper-Graphite-Alumina and Copper-Graphite-Alumina-Silver systems. The maximum obtained ultra-microhardness values, HV0.025, were respectively 199±18, 220±27and 221±8. Silver addition increased powder mass yield from 21% to 56% for 8 hours milling, providing an answer to losses by powder welding to the milling media}
{pt=Cobre, Nanocompósitos, Mecano-Síntese, Alumina, Grafite, Prata., en=Copper, Nanocomposite, Mechanical Alloying, Alumina, Graphite, Silver.}

Outubro 19, 2020, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

Alberto Eduardo Morão Cabral Ferro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar