Preparação e caracterização de materiais compósitos SiC/caulim/Al via "squeeze-casting"

Abstract

Na busca de materiais com propriedades diferenciadas, vem aumentando nos últimos anos as pesquisas em materiais compósitos. Um dos importantes métodos de fabricação destes compósitos é o processo de infiltração sob pressão de metal fundido denominado "squeeze-casting". Este processo oferece algumas vantagens, tais como facilidade de produzir o compósito, baixo custo e capacidade de formação de estruturas em rede. Neste trabalho foram produzidos e caracterizados compósitos SiC-Al, com concentrações em caulim variando entre 10 e 50% em substituição a fase majoritária SiC. As pré-formas cerâmicas foram produzidas controlando-se a fração granulométrica do SiC/caulim para uma melhor infiltração. Estas pré-formas, após sinterização a 1100 ºC/1 h, resultaram altamente porosas, sendo a porosidade aumentada com o aumento do caulim em substituição ao SiC. Análises de DRX mostraram a existência de partículas de quartzo além da fase SiC como constituintes das pré-formas. Durante o processo de infiltração e tratamento térmico, o alumínio no estado líquido reagiu preferencialmente com o quartzo e outros aluminossilicatos da pré-forma reduzindo-os, precipitando alumina e silício na microestrutura, a qual apresentou também alumínio em excesso que não reagiu no processo. A sílica e os silicatos da pré-forma, ao reagirem preferencialmente com o alumínio, evitaram a reação do Al com o SiC, prevenindo a formação da fase Al4C3,, a qual é altamente higroscópica e causa a degradação do compósito. Dependendo da composição, os compósitos SiC-caulim-Al desenvolvidos neste trabalho, podem ser usados em aplicações que envolvam elevada resistência mecânica à flexão (240 a 300 MPa), baixa densidade e dureza superficial entre 180 e 380 kgf/mm².

Study on the Al2O3p/Al composites prepared by Al-calcined kaolin system

“…At present, there are few researches focused on the reaction of Al-calcined kaolin system. Sidnei [23] prepared SiC/kaolin/Al composites by the ex-situ method combined with squeeze casting. However, the preparation process was complex and the porosity of composite was high.…”

Manufacturing Against Corrosion: Increasing Materials Performance by the Combination of Cold Work and Heat Treatment for 6063 Aluminium Alloy

“…This process increases the dislocation movement and relieve, decreasing materials hardenability. In addition, the Mg2Si formation has major impact on materials strength and performance [2,3].…”