Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-18T14:59:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) KGBA_15022016LUCAS1.pdf: 4588819 bytes, checksum: 532522f49862cfc44ad001b8b5a0413f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T14:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) KGBA_15022016LUCAS1.pdf: 4588819 bytes, checksum: 532522f49862cfc44ad001b8b5a0413f (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / CAPEs / No presente trabalho foram produzidos compósitos a base de epóxi reforçados com liga quasicristalina AlCuFe, para ensaios de microabrasão e molhabilidade. A liga AlCuFe foi produzida num forno de indução de soleira fria com materias de até 99,99% de pureza e submetida ao tratamento térmico por 24h a uma temperatura de 750°C. O quasicristal foi utilizado na forma de pó após moagem em moinho planetário. A caracterização do quasicristal (QC) foi realizada com uso das técnicas de difração de raios x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Análises de DRX mostraram fase cristalina bem definida para amostras de QC, por sua vez imagens de MEV indicaram morfologia arredondada do QC e com uso do software IMAGE J, foi possível observar diâmetros de partícula em torno de 5,48±1,83μm. Em adição, o pó metálico foi misturado com uma resina epóxi em proporções de 5%, 10% e 15% em volume, sendo a cura estabelecida em temperatura ambiente. Por sua vez, as propriedades de molhabilidade e microabrasão foram avaliadas. Verificamos que, com o aumento na proporção em volume de quasicristal no compósito, ocorreram alterações significativas no módulo do coeficiente de desgaste, bem como obtenção de maiores valores no ângulo de contato, tornando o material mais hidrofóbico. As imagens de MEV do compósito indicaram os mecanismos de desgaste envolvidos durante o ensaio de microabrasão, levando ao aumento da taxa de desgaste em função da proporção volumétrica de QC no compósito. / In this paper were produced epoxy-based composites reinforced with quasicristalina league AlCuFe to microabrasion and wettability tests. The AlCuFe alloy was produced in a cold hearth induction furnace with materials of up to 99.99% purity and subjected to heat treatment for 24 hours at a temperature of 750 ° C. The quasicristal was used in powder form after milling in a planetary mill. The characterization of quasicristal (QC) has been performed using the techniques of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). XRD analysis showed well defined crystalline phase for QC samples in turn SEM images indicated rounded morphology and QC using Image J software, it was possible to observe particle diameters around 5.48 ± 1,83μm. In addition, the metal powder was mixed with an epoxy resin proportions of 5%, 10% and 15% by volume being established cure at room temperature. In turn, the properties of wettability and microabrasion were evaluated. We found that, with increasing volume ratio of the composite quasicristal, significant changes in the wear coefficient module and obtaining the higher values of contact angle, making it more hydrophobic. The composite SEM images indicate the wear mechanisms involved during microabrasion test, leading to increased wear rate as a function of the volumetric ratio of QC in the composite.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARquivoTotal.pdf: 4176087 bytes, checksum: 2684155e3aa0ad4b28f87ccbf865e425 (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The preparation of composite polymers with fillers and / or fibers has been a way of obtaining new materials and improvement of polymeric materials performance. In this scenario, loads of metallic quasicrystals AlCuFe have been emerged with high potential for use as reinforcement in polymer composites due their properties such as high hardness, friction and wear. In addition, quasicrystal loads can act as potential electrical insulators and they are excellent conductors of heat. This work presents a study of the thermal and mechanical behavior of composites made of Polyethylene ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and quasicrystal (AlCuFe). These composites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), tensile testing, flexural testing, fracture toughness, and scanning electron microscopy (SEM). The DSC analyses suggest that with addition loads of quasicrystals into the matrix, the degree of crystallinity is increased. In TG analyses, the addition of the loads did not change the thermal stability of matrix, and mass losses remained in a single step. The mechanical tensile testing showed a slight increase of elastic modulus with increasing load, whereas for the bending testing an increase of elastic modulus occurred until to 2% load. The analysis of SEM showed a lack of load/matrix adhesion, and a good distribution of quasicrystal in UHMWPE composites. The fracture energy was decreased when the load of quasicrystal was increased in UHMWPE composites, resulting in a more fragile behavior of 98/2, 95/5 and 90/10 composites than pure UHMWPE. / A preparação de compósitos de polímeros com cargas e/ou fibras tem sido um meio de obter novos materiais e de melhorar o desempenho dos materiais poliméricos. As cargas metálicas de quasicristais de AlCuFe, surgiram com grande potencial para uso como reforço em compósitos poliméricos, devido suas propriedades como elevada dureza, resistência a fricção e ao desgaste, além de agirem como isolantes elétricos e serem excelentes condutores de calor. Este trabalho apresenta um estudo do comportamento térmico e mecânico de compósitos de Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM) e quasicristal (AlCuFe). Esses compósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), ensaios mecânicos de tração e flexão, tenacidade à fratura e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O ensaio de DSC mostrou que com o aumento da carga quasicristalina na matriz o grau de cristalinidade sofreu aumento. Na análise de TG, a adição das partículas não alterou a estabilidade térmica da matriz, permanecendo em uma única etapa. O ensaio mecânico de tração mostrou um pequeno aumento do módulo elástico com aumento da carga, enquanto que no ensaio de flexão ocorreu aumento no modulo elástico até 2% de quasicristal. A análise da superfície de fratura mostrou a falta de adesão entre carga/matriz e uma boa distribuição das partículas do quasicristal no PEUAPM. A energia de fratura foi diminuída com aumento da carga quasicristalina, resultando em um comportamento mais frágil dos compósitos 98/2, 95/5 e 90/10 do que o PEUAPM puro.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2470088 bytes, checksum: a35b3ce9aeae2f08a95fc6e8885618ea (MD5) Previous issue date: 2011-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quasicrystalline materials have unique properties, such as: high hardness, excellent surface properties, good resistance to oxidation and corrosion and low electrical and thermal conductivities. These materials can be obtained by conventional methods of metallurgy. However, the quasicrystals are quitefragile which makes its use in the form of billets for the manufacture of mechanical components. Therefore, they are preferably used in powder form as reinforcements in composite materials or for use in surface layers by plasma spray. One technique for obtaining the quasicrystal, which is widely used, is the conventional casting technique. This technique is used to obtain the manufacture of alloys in this work. Evaluation of mechanical properties through conventional methods, such as tension, compression, fatigue, among others, is not feasible. This is due to the difficulty, in quasicrystals, in the development of specimens because of the high fragility of this material and testing. One of the ways to evaluate mechanical properties of quasicrystals is given by evaluating the fracture toughness, which is an important design criterion for making quasicrystalline alloys for use in industry. Through methods of Vickers indentation, it is possible to evaluate not only the hardness of the material, but also to evaluate qualitatively the evolution of cracks in materials. The measures of these cracks are used to evaluate some parameters such as Young's modulus (E) and fracture toughness (KIC. The main objective was to study the mechanical properties of Al59, 2Cu25,5Fe12,3B3 alloy obtained by conventional casting, using the method of instrumented indentation. It was seen that for loads of between 80mN and 100mN occur the appearance of cracks. The hardness reaches an almost constant level until a load of approximately 200mN, with a maximum value of 10.6 GPa and a value of 9.4 GPa for a maximum load of 500mN. The modulus of elasticity was calculated as E = 183 ± 6GPa for Berkovich indent and 186 ± 6GPa for Vickers indent, at room temperature. The estimated value of KIC was 0.78 and 2.37 Mpam-1 / 2. / Os materiais com estrutura quasicristalina apresentam propriedades singulares tais como: elevada dureza, excelentes propriedades superficiais, boa resistência à oxidação e corrosão e ainda baixas condutividades elétrica e térmica. Estes materiais podem ser obtidos através de métodos convencionais de metalurgia. Entretanto, os quasicristais são bastante frágeis o que dificulta seu uso na forma de tarugos para confecção de componentes mecânicos. Assim sendo, eles são preferencialmente utilizados em forma de pó como reforços em materiais compósitos ou para aplicação em camadas superficiais por plasma spray. Uma das técnicas de obtenção dos quasicristais, que é bastante usada, é a técnica de fundição convencional. Esta foi à técnica de obtenção usada para a fabricação das ligas neste trabalho. A avaliação de propriedades mecânicas dos materiais quasicristalinos através de métodos convencionais, como tração, compressão, fadiga, entre outros, é inviável. Isso ocorre devido à dificuldade, em quasicristais, na elaboração de corpos-de-prova dada alta fragilidade deste material e realização do ensaio. Uma das formas de avaliar as propriedades mecânicas dos quasicristais se dá através da indentação instrumentada, que é uma ferramenta bastante eficiente para o cálculo de propriedades como, o Módulo de Elasticidade, Dureza e Tenacidade à fratura, que é um importante critério de projeto para confecção de ligas quasicristalinas para o seu uso em indústria. Através de métodos de indentação Vickers, é possível avaliar não só a dureza do material, mas também avaliar, qualitativamente, a evolução de fissuras nos materiais. As medidas destas fissuras são utilizadas para avaliar alguns parâmetros como módulo de Young (E) e tenacidade à fratura (Kic). O objetivo principal deste trabalho foi estudar as propriedades mecânicas da ligas Al59,9Cu25.5Fe12.3B3 obtidos por fundição convencional, utilizando-se o método de indentação instrumentada. Foi visto que, para as cargas entre de 80mN e 100mN ocorre o surgimento de trincas. A Dureza atinge um patamar quase constante até uma carga de aproximadamente 200mN, com um valor máximo de 10,6GPa e um valor de 9,4GPa para uma carga máxima de 500mN. O módulo de Elasticidade foi determinado como sendo de E = 183±6GPa para identador Berkovich e 186±6GPa para identador Vickers, na temperatura ambiente. O valor estimado para Kic foi de 0,78 e 2,37 MPam-1/2.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11033070 bytes, checksum: cdf18b78928fadeec0825219da0e25c1 (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the constant need for new materials lead to the development of new composite materials. The composites based on epoxy resin reinforced with alloy quasicrystalline, they bring excellent tribological properties as high hardness and wear resistance. The quasicrystals are materials with different microstructural characteristics: They are aperiodic, but with the long-range ordering. These microstructural characteristics quasicrystalline materials exhibit exceptional mechanical properties and surface, such as high hardness, low surface energy, low friction coefficient, good resistance to oxidation and corrosion, has low electrical and thermal conductivities. Despite striking surface properties already mentioned, these alloys retain high adhesiveness and low brittleness. This factor compromises its use both for applications requiring the mechanical tensile and bending. Thus, the development of composites using quasicrystalline materials as reinforcement and epoxy matrix, it is found an alternative to the use of the important features. For this study were developed matrix composites reinforced epoxy alloy powder quasicrystalline Al62,2 Cu25,5 Fe12,3 comparing the composites produced with the same matrix with aluminum powder, copper powder and iron powder. To evaluate the adhesion strength of the composites, bonded joints was subjected to shear testing, using reinforced epoxy composite metal powders in various ratios of volume of reinforcement. Quasicrystal reinforced composites for certain volume ratios there was an increase in adhesive properties compared to the pure epoxy. It was observed that the quantities and the elements constituting the alloy quasicrystalline influence the adhesive properties. / Nos últimos anos, as constantes necessidades por materiais para atender as exigências do mundo atual levam ao desenvolvimento de novos materiais compósitos. Neste contexto, surgem os compósitos à base de resina epóxi reforçados com liga quasicristalina, que trazem consigo propriedades tribológicas excelentes como elevada dureza e resistência ao desgaste. Os quasicristais são materiais com características microestruturais distintas: êles são aperiódicos, porém com ordenação à longo alcance. Graças a estas características microestruturais os materiais quasicristalinos apresentam propriedades mecânicas e superficiais excepcionais, ímpares para o material metálico, como: elevada dureza, baixa energia superficial, baixo coeficiente de atrito, boa resistência à oxidação e corrosão, ainda baixas condutividades elétrica e térmica. Apesar de terem notáveis propriedades superficiais, já citadas, estas ligas detêm elevada fragilidade e baixa adesividade. Este fator compromete o seu uso tanto para aplicações que requeiram solicitações mecânicas de tração e flexão. Deste modo, o desenvolvimento de compósitos, utilizando materiais quasicristalinos como reforço e matriz epóxi, é uma das alternativas encontradas, para o aproveitamento das importantes características. Para este trabalho foram desenvolvidos compósitos de matriz epóxi reforçado com pó da liga quasicristalina Al 62,2 Cu 25,5 Fe 12,3 comparandoos compósitos produzidos com a mesma matriz com pó de alumínio, pó de cobre e pó de ferro. Para avaliar-se a resistência a adesão destes compósitos, juntas colada foi submetida a testes de cisalhamento, utilizando-se o compósito epóxi reforçado com pós-metálicos em variadas proporções de volume de reforço. Compósitos reforçados com quasicristal para determinadas proporções de volume ocorreu um aumento nas propriedades adesivas comparando com o epóxi puro. E foi observado que a quantidades e os elementos que constituem a liga quasicristalina influenciam as propriedades adesivas.

Cette étude s'inscrit dans le cadre du développement de nouveaux matériaux pour la fabrication additive. Notre objectif est la fabrication de pièces comprenant un alliage métallique complexe (CMA) à l'aide d'un laser UV de stéréolithographie. L'alliage choisi est un alliage quasicristallin dominé par une phase icosaédrique du système AlCuFeB. Des poudres brutes d'atomisations ont été caractérisées par diffractions des rayons X et analyse thermique différentielle. Nous avons montré une bonne absorbance optique de la poudre dans le domaine UV-visible qui rend possible un début de frittage sous l'effet du laser correspondant à la formation de pontages entre les grains à une température d'environ 820°C. Concernant la fabrication à partir d'une suspension de poudres dans un liant, nous avons étudié les propriétés de mouillage des particules AlCuFeB et optimisé un mélange avec une résine époxy chargée par 20 % vol. de particules CMA. L'absorption optique de la suspension dans le domaine UV est suffisante pour fabriquer une pièce composite par stéréolithographie. La granulométrie utilisée est inférieure à 25 µm. Nous avons ainsi réussi à fabriquer des pièces de 14 mm de hauteur, en additionnant des couches de 50 µm. À partir des pièces réalisées, nous avons caractérisé la dureté et les propriétés tribologiques de ce nouveau matériau composite. La dureté des pièces ainsi fabriquées est supérieure à celle de la résine seule et atteint 88 Shore D. Nous avons également mis en évidence une amélioration de 30 % du coefficient de frottement et une diminution du volume d'usure de 40 % par rapport au matériau de la matrice époxy. Ces propriétés rendent attractif ce nouveau matériau composite pour la fabrication par stéréolithographie / This study aimed at developing new materials for additive manufacturing. We focused on producing parts containing complex metallic alloys (CMA) using a UV laser used for stereolithography. The selected intermetallic is a quasicrystalline alloy dominated by the icosahedral phase in the system AlCuFeB. The raw powders produced by gas atomization were characterized by X-ray diffraction and differential thermal analysis. The powders exhibit good optical absorption properties in the UV-visible range allowing direct laser sintering as evidenced by the formation of bridges between the grains at a temperature of about 820°C. In a second step, we have considered the manufacturing of parts made of a suspension of CMA powders in a binder. We have studied the wetting properties of the particles AlCuFeB and optimized a mixture consisting of an epoxy resin filled with 20 % vol. of CMA particles. The optical absorption of the suspension in the UV range was sufficient to produce composite parts by stereolithography. The particle size used was smaller than 25 micrometers. We have managed to make parts reaching 14 mm in height by adding layers with a thickness of 50 microns. Using test samples, we have characterized the hardness and the tribological properties of this new composite material. The hardness of the parts produced by stereolithography is larger than that of epoxy parts and reaches 88 Shore D. We have also shown a 30 % reduction of the friction coefficient as well as a 40 % reduction of wear losses compared to the epoxy matrix. These properties make attractive this new composite material for stereolithography applications

Ce travail porte sur l'alliage Ti45Zr38Ni17 qui a la particularité de former des structures amorphes et quasicristallines (QC) par refroidissement rapide. Reconnus pour leur excellente résistance à l'usure et leur dureté, ces matériaux sont des candidats potentiels pour améliorer les propriétés tribologiques des implants métalliques. Toutefois, la caractérisation des structures non périodiques au regard des critères de la biocompatibilité n'a, à ce jour, jamais été effectuée. La première étape a consisté en l'élaboration des phases amorphes et quasicristallines par hypertrempe sur roue. La caractérisation microstructurale des alliages Ti45Zr38Ni17 a mis en évidence la possibilité de contrôler la nature des phases présentes en fonction des conditions de trempe, depuis une structure amorphe avec dispersion de précipités nanométriques cubiques centrés β jusqu'à une structure mixte β/QC. D'après les analyses thermiques, la dévitrification de la matrice est associée à la précipitation de quasicristaux et les précipités β évoluent de la même façon qu'un matériau β-métastable massif, avec formation de sous-domaines omega isotherme. Les QCs obtenus par traitement thermique développent certaines relations d'orientation avec les particules β/omegaiso. A la surface des alliages, quelle que soit la structure sous-jacente, la couche d'oxyde est essentiellement constituée de TiO2 et ZrO2, Ni étant ségrégé dans la sous-couche métallique. Les ostéoblastes adoptent le même comportement quelle que soit la microstructure. Le développement cellulaire suit un processus classique d'adhésion, prolifération et différenciation, mettant ainsi en évidence la biocompatibilité de Ti45Zr38Ni17 à moyen terme.

Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T14:30:33Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2608900 bytes, checksum: d84a249de88f0e30dd397c603471f675 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T14:30:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2608900 bytes, checksum: d84a249de88f0e30dd397c603471f675 (MD5) Previous issue date: 2015-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Quasicrystals are materials with unique properties such as high hardness, low surface energy, low coefficient of friction, etc. Due to its high hardness and consequent fragility, the use of quasicrystals becomes limited to coatings and composite materials. This paper is a study of hardness and surface properties of the composite formed by the epoxy matrix and the quasicrystalline reinforcement. The quasicrystalline alloy Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 were obtained by melting and made into powder by hand. Then it was ground by high energy milling to reduce the particle size. After milling the powder, it was added in the polymer matrix in volumetric ratios of 1, 10, 20 and 30% where the comparison of the properties was made between the composite of QC on the composite and the pure epoxy resin. For the characterization of quasicristalino powder, we used the X-Ray Diffraction (XRD), Sieve Analysis and Scanning Electron Microscopy (SEM), while for the composite we used the Thermogravimetric Analysis techniques, Shore D hardness test Analysis of the Angle of Contact and SEM. By measuring the contact angle was possible the realization of surface energy calculations and work of adhesion between the constituents. Through this study it is concluded that it was possible to obtain a composite QC / Epoxy with greater hardness and still maintain its surface characteristics. / Os quasicristais são materiais com propriedades únicas, tais como, alta dureza, baixa energia superficial, baixo coeficiente de atrito, etc. Devido a sua alta dureza e consequente fragilidade, o uso dos quasicristais torna-se limitado a revestimentos e em materiais compósitos. Este trabalho consiste no estudo de dureza e de propriedades superficiais do compósito formado pela matriz epoxídica e o reforço quasicristalino. A liga quasicristalina Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 foi obtida via fusão e transformada em pó manualmente. Em seguida a mesma foi moída através de moagem de alta energia de modo a diminuir o tamanho de partícula. Após a moagem o pó de QC foi adicionado na matriz polimérica em proporções volumétricas de 1, 10, 20 e 30% onde a comparação das propriedades foi realizada entre os compósitos e a resina epóxi pura. Para a caracterização do pó quasicristalino, utilizou-se as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Análise Granulométrica e Microscopia Eletrônica de Varredura(MEV), já para o compósito foram utilizadas as técnicas de Análise Termogravimétrica, Ensaio de Dureza Shore D, Análise de Ângulo de Contato e MEV. Através da medida do ângulo de contato foi possível a realização dos cálculos de energia de superfície e trabalho de adesão entre os constituintes. Através deste trabalho conclui-se que foi possível a obtenção do compósito QC/Epóxi com maior dureza e ainda assim, mantendo suas características superficiais.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1839351 bytes, checksum: 34e86046fc8cf8f52125675d2e7267f6 (MD5) Previous issue date: 2009-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Melt spinnng processing is one of the most common processes to obtaining quasicrystaline structures. This is because of the fast cooling rate it imposes on the system, favoring such type of structure. This work deals with the production of quasycristaline phases (Al60Cu27,5Fe12,5 e Al57Cu27,5Fe12,5B3) via melt-spinning. The alloys were initially cast via induction melting under atmospheric air, with the designed chemical composition of the quasicrystals. Hence, the ribbons were produce by melt-spinning were characterized by means of x-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicate that the icosahedral ψ - Al65Cu20Fe15 phase formed in both types of starting compositions. It seams that the boron contributes to stabilize the icosahedral phase. / O processo melt-spinning por imprimir altas taxas de resfriamento, é um dos principais meios para a obtenção de ligas com estrutura quasicristalinas, sendo o primeiro método utilizado para produzir materiais quasicristalinos. Neste trabalho utilizou-se este processo para a elaboração das ligas quasicristalinas Al(60-x)Cu25Fe15Bx, Al(60-x)Cu27,5Fe12,5Bx e Al(65-x)Cu20Fe15Bx (x=0 e x=3%at de boro). As ligas foram previamente fabricadas, por fusão, em atmosfera de argônio, em forno à indução, para em seguida serem submetidas ao processo melt-spinning , onde se obteve o material na forma de fita. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram a formação da fase icosaedral ψ - Al65Cu20Fe15 nas composições estudadas e uma provável contribuição do boro na produção dessa fase icosaedral

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4777169 bytes, checksum: 71196705eb82b84523fd48e17cf15f5b (MD5) Previous issue date: 2013-10-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The composites metal matrix exhibit properties that are of great interest to the mechanical and aerospace industry, especially when it incorporates low weight with high strength. Currently, the composites ductile matrix reinforced with nanoparticles of amorphous and quasicrystalline alloys have been studied intensively. One reason is that quasicrystals exhibit aperiodic crystal structures, a fact that gives these materials unique properties such as low friction coefficient, high hardness, among others. In these work, the effect of extrusion variables in the production of aluminum composite reinforced with 0%, 3%, 6% and 20% quasicristal Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 alloy has been studied. The composites were obtained by mechanical alloying with balls mass ratio 10:1, with rotation of 200rpm, in the period of 3h. The powder mixtures were conformed by hot compaction and extrusion. The analysis carried out by scanning electron microscopy (SEM) showed good distribution of quasicrystalline particles in the aluminum matrix, but was not detected the presence of formation of quasicristal interface with the matrix. It was observed that there was in increases in hardness of the composite increases with the fraction of reinforcement in the matrix, and also with increasing temperature and the rate of extrusion.The maximum resistance to traction was 196MPa, reached with 6% composite reinforcement. It was also found that the tensile strength increases with increasing temperature and mainly by increasing the rate of extrusion. It was found that for the pure aluminum the maximum resistance occurs for the extruded at 450°C. Thus it can be concluded that increasing extrusion temperature of 400°C to 500°C accompanied the increase in extrusion ratio from 2:1 to 3:1 provides improvements in the mechanical properties of the aluminum-quasicristal composite obtained by mechanical alloying and conformal by compaction and extrusion. / Os materiais compósitos, com matriz metálica, apresentam propriedades que são de grande interesse para a indústria mecânica e aeroespacial, principalmente, quando se incorpora o baixo peso com alta resistência mecânica. Atualmente, os compósitos com matriz dúctil reforçada com nanopartículas de ligas amorfas e quasicristalinas têm sido estudados intensivamente. Um dos motivos é que os quasicristais apresentam estruturas cristalinas aperiódicas, fato que confere a esses materiais propriedades única como o baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, entre outras. Neste trabalho estudou-se o efeito de algumas variáveis de extrusão no processamento de compósito de alumínio com reforço volumétricas de 0%, 3%, 6% e 20% de quasicristal da liga Al59,2Cu25,5Fe12,3B3. Os compósitos foram obtidos por moagem de alta energia com razão massa bolas de 10:1, com rotação de 200rpm, no período de 3h. Os pós das misturas foram conformados por compactação e extrusão a quente. As análises realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apresentaram boa distribuição das partículas quasicristalinas na matriz de alumínio, porém não foi verificada a presença da formação de interface do quasicristal com a matriz. Observou-se que houve aumento da dureza do compósito com o aumento da fração de reforço na matriz e, também, com o aumento da temperatura e da razão de extrusão. A resistência máxima a tração foi de 196MPa, atingida com compósito de 6% de reforço. Identificou-se também que resistência a tração eleva-se com o aumento da temperatura e principalmente com o aumento da razão de extrusão. Verificou-se que, para o alumínio puro a resistência máxima ocorre para os extrudados a 450ºC. Com isso pode-se concluir que o aumento da temperatura de extrusão de 400ºC até 500ºC acompanhada do aumento da razão de extrusão de 2:1 para 3:1 proporciona melhorias nas propriedades mecânicas dos compósitos alumínio-quasicristal obtidos via moagem de alta energia e conformado por compactação e extrusão a quente.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5464332 bytes, checksum: dcafbcaa1b24bdde6c4a2a2a2c05e3bc (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quasicrystals, whose structures present non-crystallographic symmetry, have attracted considerable interest due to their structural, electronic and magnetic properties. Besides, interaction among these properties has also been investigated. In general, quasicrystals are good electric and thermal insulating materials, they are very hard, resistant to friction and to waste, and some are good hydrogen keeper. In the last years, High Energy Milling (HEM), a technique of powder metallurgy developed during the 60's, was established as a viable method of processing in the solid state to the production of several metastable and stable quasicrystalline phases (QC). In this work, milling conditions and thermal treatment to obtaining Al62,2Cu25,5Fe12,3 icosahedral phase were studied. For this reason, the work was divided in two stages: the first was the formation of a sample referential obtained in induction oven and the second stage was High Energy Milling (HEM) process to obtain the quasicrystalline alloy, using as base, the sample reference to definition of this composition. The alloy formation by HEM process of elementary powders with a combination of thermal treatment was investigated through x-ray difratometry and differential thermal analysis (DTA). The specimens were prepared with a milling time variation of 10 h, 20 h, 30 h and 40 h in a Frittsch Pulverisette 5 planetary ball milling and cooking temperatures of 450°C, 600°C, 720°C and 800°C. The formation of Al62,2Cu25,5Fe12,3 quasicrystalline alloy, by MAE, showed quite satisfactory results compared with other existent alloys in the literature. It can be concluded that it is possible to obtain the formation of the quasicrystalline phase with short time of milling low temperature of thermal treatment for Al62,2Cu25,5Fe12,3 alloy obtained by HEM process. / Os quasicristais, cujas estruturas apresentam simetria não cristalográfica, vem atraindo considerável interesse devido as suas propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas, bem como a interação entre elas, vem sendo investigadas. Em geral, os quasicristais são bons isolantes elétricos e térmicos, são muito duros, resistentes à fricção e ao desgaste, e alguns são bons armazenadores de hidrogênio. Nos últimos anos, o processo de Moagem de Alta Energia (MAE), uma técnica da metalurgia do pó desenvolvida nos anos 60, foi estabelecido como um método viável de processamento no estado sólido para a produção de várias fases quasicristalinas (QC) metaestáveis e estáveis. Neste trabalho, buscou-se estudar as condições de moagem e tratamento térmico para a obtenção da fase icosaedral Al62,2Cu25,5Fe12,3. Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira foi a formação de um referencial de amostras obtidas em forno de indução e a segunda etapa foi o processo de moagem de alta energia (MAE) para obtenção de uma liga quasicristalina, usando como base as amostras de referência para definição da composição em estudo. A formação da liga por MA de pós elementares com uma combinação de tratamento térmico foi investigada via difratometria de raios-x e análise térmica diferencial (DTA). As amostras foram preparadas variando o tempo de moagem em 10 h, 20 h, 30 h e 40 h em um moinho de bola planetário Frittsch Pulverisette 5 e temperaturas de recozimento 450°C, 600°C, 720°C e 800°C. A formação da liga Al62,2Cu25,5Fe12,3 quasicristalina, por MAE, mostrou resultados bastante satisfatórios comparados com outras ligas existentes na literatura. Pode-se concluir que é possível a formação da fase- quasicristalina com curto tempo de moagem e temperatura de tratamento térmico baixa para liga Al62,2Cu25,5Fe12,3 obtida pelo processo MAE.