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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE Ti REFORÇADOS COM NbC POR TÉCNICAS NÃO CONVENCIONAIS DE FABRICAÇÃO
WILLIAM DE PAULA SANTOS
TESE
22/11/2024

A produção de compósitos de matriz de Ti reforçados com NbC foi investigada utilizando métodos não convencionais como a extrusão em canais angulares (ECAP, “equal channel angular pressing”) e sinterização por plasma pulsado (SPS, “spark plasma sintering”). O estudo analisou os efeitos dos parâmetros de processamento na densificação, propriedades mecânicas e tribológicas, além da influência do tratamento térmico nas amostras produzidas por ECAP e modificação do pó inicial nas amostras produzidas por SPS. As amostras produzidas por ECAP apresentaram maior consolidação com mais passes ECAP. O tratamento térmico nas amostras de compósitos produzidas por ECAP também melhorou na consolidação das amostras e também resultou na formação de novas fases como Ti e TiC. Por outro lado, as amostras produzidas por SPS, especialmente aquelas com maior teor de Ti, mostraram melhor consolidação o que se deve a maior quantidade de material com ligação metálica, que facilita o processo de sinterização por SPS. Lamelas de Ti e/ou NbC foram formadas pela pré-laminação dos pós e isso se deveu à compactação de partículas de Ti e NbC durante a deformação dos pós de partida. As microestruturas foram analisadas por microscopia e difração de raiosX, evidenciando melhor distribuição de partículas com nas amostras produzidas por ECAP com mais passes, além da presença de texturas cristalográficas confirmadas pelas estruturas vistas com as micrografias. Estas texturas cristalográficas também foram vistas nas amostras produzidas por SPS em que apenas um dos pós de partida foi laminado. Em termos de propriedades, as amostras SPS apresentaram as maiores microdurezas, seguidas pelas tratadas termicamente após ECAP, se devendo isto à uma melhor consolidação destas amostras, além da formação de diferentes fases como Ti e TiC, fases não vistas nas amostras produzidas por ECAP sem tratamento térmico. As taxas de desgaste e módulos elásticos das amostras produzidas por ECAP tratadas termicamente se aproximaram dos valores das amostras SPS, ficando nas faixas 4,31 a 13,410-4mm3m-1 e 100 a 195GPa, respectivamente, indicando alta eficácia de ambas as rotas no aprimoramento das propriedades mecânicas e tribológicas dos compósitos.

Deformação plástica severa;Extrusão em canal angular;Sinterização por plasma pulsado;Compósitos de Ti;NbC;Tratamento térmico
The production of Ti matrix composites reinforced with NbC was investigated using unconventional methods such as equal channel angular pressing (ECAP) and spark plasma sintering (SPS). The study analyzed the effects of processing parameters on densification, mechanical, and tribological properties, as well as the influence of thermal treatment on ECAP-processed samples and powder modification on SPS-processed samples. ECAP-processed samples exhibited greater consolidation with an increased number of ECAP passes. Thermal treatment of ECAP-processed composites further improved sample consolidation and resulted in the formation of new phases, such as Ti and TiC. On the other hand, SPS-processed samples, particularly those with higher Ti content, demonstrated better consolidation due to the greater presence of metallic bonding, which facilitates the SPS sintering process. Ti and/or NbC lamellae were formed by the pre-lamination of powders, resulting from the compaction of Ti and NbC particles during deformation of the starting powders. Microstructures were analyzed using microscopy and X-ray diffraction, revealing better particle distribution in ECAP-processed samples with more ECAP passes, as well as the presence of crystallographic textures confirmed by micrograph structures. These crystallographic textures were also observed in SPS-processed samples where only one of the starting powders was laminated. In terms of properties, SPS samples exhibited the highest microhardness, followed by thermally treated ECAP samples, attributed to better consolidation and the formation of different phases, such as Ti and TiC, which were not observed in ECAP samples without thermal treatment. Wear rates and reduced elastic moduli of thermally treated ECAP samples approached those of SPS samples, anging from 4.31 to 13.410-4mm3m-1 and 100 to 195 GPa, respectively, indicating the high effectiveness of both routes in enhancing the mechanical and tribological properties of the composites.
Severe plastic deformation;Equal channel angular pressing;Spark plasma sintering;Ti composites;NbC;Heat treatment
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
NMA - WILLIAM DE PAULA SANTOS.pdf

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
-
MXenes: síntese, caracterização, modelagem e aplicações tecnológicas

Banca Examinadora

SYDNEY FERREIRA SANTOS
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
CARLOS TRIVENO RIOS Participante Externo
SYDNEY FERREIRA SANTOS Docente - PERMANENTE
JULIANE RIBEIRO DA CRUZ ALVES Participante Externo
ROBERTO GOMES DE AGUIAR VEIGA Docente - PERMANENTE
ERIKA FERNANDA PRADOS Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - PRINT - PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INTERNACIONALIZAÇÃO 6

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Pesquisa
Sim
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