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Recubrimientos de CU ZR AL Amorfos Producidos Mediante Técnicas de Aspersión Dinámica

Fernández Urrutia, Rubén Marcos
Zúñiga Páez, Alejandro
Ordoñez, Stella
Palma Hillerns, Rodrigo
Sepúlveda Osses, Aquiles

2010

  • Datos de edición CyberDocs
  • Tipo de Documento Libro
  • Materia Aleación de cobre; materiales compuestos; compuestos de cobre; aleaciones amorfas
  • Descripción
    Las aleaciones metálicas amorfas han cobrado gran interés últimamente debido a su elevada resistencia mecánica y bajo módulo de Young; no obstante, su fragilidad y las altas tasas de enfriamiento necesarias para conseguir este estado han limitado su tamaño y su uso como elementos estructurales. Las aleaciones amorfas Cu - Zr ...
    Las aleaciones metálicas amorfas han cobrado gran interés últimamente debido a su elevada resistencia mecánica y bajo módulo de Young; no obstante, su fragilidad y las altas tasas de enfriamiento necesarias para conseguir este estado han limitado su tamaño y su uso como elementos estructurales. Las aleaciones amorfas Cu - Zr - Al han demostrado una gran capacidad de deformación plástica; esta propiedad es anormal en otras aleaciones metálicas amorfas. Por otra parte, las técnicas de aspersión dinámica de sólidos, tales como Cold Gas Dynamics Spraying (CGDS) y Pulsed Gas Dynamics Spraying (PGDS), necesitan partículas que permitan deformación plástica para generar recubrimientos densos y gruesos. Se ha demostrado que con estas técnicas es posible mantener la microestructura inicial de las partículas antes de su deposición.En el presente trabajo se estudió la microestructura y propiedades de polvos metálicos amorfos de composición (Cu50Zr50)100 - xAlx, (x=0, 2.5, 5, 7.5, 10 at) y de recubrimientos producidos por CGDS y PGDS, con polvos metálicos amorfos de composición Cu47,5Zr47,5Al5. Además, se estudió la influencia de los parámetros (temperatura, presión, sustrato y largo del cañón) de los procesos de deposición sobre los recubrimientos obtenidos.Los polvos se caracterizaron mediante difracción de rayos X (DRX), calorimetría diferencial de barrido (DSC), nanoindentación y microscopía electrónica de alta resolución (HR - TEM). Mientras que los recubrimientos se caracterizaron por DRX, DSC, microdureza Vickers, microscopía electrónica de barrido, y microscopía óptica.Los resultados de DRX demostraron el estado amorfo de los polvos atomizados, y que los polvos cristalizan principalmente bajo la forma del compuesto Cu10Zr7. Además, para las aleaciones x= 7.5 y x=10 se hace importante la influencia del aluminio en los compuestos formados. En el análisis por DSC se observó que la temperatura de cristalización (Tx) y que la temperatura de transición vítrea (Tg) aumentan al incrementar la cantidad de aluminio y que la mayor energía liberada ocurre en la aleación x= 2.5. En la aleación x= 7.5 se observó un doble pico exotérmico, que por un análisis por DSC interrumpido y DRX se demostró que corresponde a una relajación del material y a la nucleacción de cristales Cu10Zr7 y Al2Zr Por HR - TEM se observó la presencia de nanocristales en todas las composiciones. A través de nanodureza se estableció que un aumento en la cantidad de aluminio aumentó la dureza.Se demostró que en CGDS, el sustrato influye de manera importante en la adhesión del recubrimiento, y que la temperatura y la presión influyen fuertemente sobre la densidad y el espesor de los recubrimientos. En PGDS se demostró que la presión y un largo del cañón adecuado, permiten una deposición exitosa de los recubrimientos, mientras que la temperatura no demuestra una influencia clara sobre la deposición. Por CGDS y PGDS se logró depositar recubrimientos con porosidad menor a 1% y espesores mayores a 1 mm. Por DRX se estableció que los recubrimientos obtenidos se mantienen en estado amorfo, en tanto que por DSC se demostró un aumento en Tx y Tg y una disminución en la energía liberada con respecto a la de los polvos. A través de microdureza se obtuvo un valor promedio en los recubrimientos de 365 HV. Por primera vez se logró depositar un metal completamente amorfo por técnicas de deposición en frío. Se obtuvo un sólido macizo en estado amorfo, lo que demuestra que por este método se puede superar las limitaciones de tamaño de estos materiales.
  • Identificador 14475