Síntesis coloidal de materiales nanoestructurados de Al-ZrAl₃: Propiedades mecánicas mediante el ensayo miniatura de punzonado

Abstract

S Sí ín nt te es si is s c co ol lo oi id da al l d de e m ma at te er ri ia al le es s n na an no oe es st tr ru uc ct tu ur ra ad do os s d de e A Al l--Z Zr rA Al l 3 3 : : P Pr ro o p p i i e ed d a ad d e es s m m e ec c á án n i i c c a as s m m e ed d i i a an n t t e e e el l e en n s s a ay yo o m m i i n n i i a at t u u r r a a d d e e p pu un nz zo on na ad do o ( (• •) ) L.A. Díaz*, M. E. López**, C. Rodríguez***, J. Belzunce*** y R.Torrecillas* R Re es su um me en n En este trabajo se describe un nuevo método de procesamiento coloidal para obtener materiales nanoestructurados de base aluminio con partículas intermetálicas ZrAl 3 . A partir de una mezcla controlada en alcohol, de polvos de aluminio con un alcóxido precursor de zirconio (C 12 H 28 O 4 Zr) se obtiene, mediante un tratamiento térmico en un horno convencional con atmósfera controlada o por prensado uniaxial en caliente, un polvo nanoestructurado formado por cristales de aluminio sobre los que cristalizan, de forma homogénea, nanopartículas intermetálicas de ZrAl 3 . La identificación del intermetálico se efectuó por difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. El comportamiento mecánico de los materiales nanoestructurados desarrollados se evaluó a partir de ensayos de dureza y mediante el ensayo miniatura de punzonado (EMP). Los resultados muestran que la presencia del intermetálico de zirconio hasta un 1,0 % (en peso) de zirconio aumenta la dureza y rigidez de la matriz de aluminio, al tiempo que incrementa su resistencia mecánica (límite elástico y resistencia a la tracción). P Pa al la ab br ra as s c cl la av ve ePulvimetalurgia; Aluminio; Intermetálicos; ZrAl 3 ; Síntesis coloidal; Propiedades mecánicas; Ensayo miniatura de punzonado.S Sy yn nt th he es si is s o of f A Al l--Z Zr rA Al l 3 3 n na an no os st tr ru uc ct tu ur re ed d c co om mp po os si it te es s b by y a a c co ol ll lo oi id da al l p pr ro oc ce es ss si in ng g r ro ou ut te e: : M Me ec ch ha an ni ic ca al l p pr ro op pe er rt ti ie es s b by y s sm ma al ll l p pu un nc ch h t te es st t A Ab bs st tr ra ac ct t This work describes a new method to obtain Al-Zr intermetallic nanostructured materials by using a colloidal processing technique. The combination of Al powders and zirconium IV-propoxide (C 12 H 28 O 4 Zr) under controlled conditions results in a metal matrix composite with a homogeneous dispersion of intermetallics. Synthesis was carried out in a tubular furnace under argon and by hot pressing under the same atmospheric conditions. XDR and SEM were used to identify the intermetallic nanoparticles. The Vickers hardness of the Al-ZrAl 3 nanocomposites and the mechanical behaviour by small punch test were studied.K Ke ey yw wo or rd ds s

Nanostructured Al–ZrAl3 materials consolidated via spark plasma sintering: Evaluation of their mechanical properties

“…Finally, the parameters related to the ductility and toughness (d max and W max /tcontent increases. All these results compare satisfactorily with the mechanical behaviour measured on the same materials consolidated by hot press [16].…”

“…Suspensions with different percents of zirconium were prepared, Al-0%Zr, Al-0.5%Zr, Al-1%Zr and Al-1.5%Zr (weight per cent), using a colloidal method developed by Schehl et al [15] and Díaz, et al [16]. Sintering was performed in an SPS machine (HPD-25, FCT System GmbH, Germany), using an initial heating rate of 45ºC/min up to 420ºC, followed by a rate of 70ºC/min up to a final temperature of 625ºC.…”