Realizou-se um estudo dos efeitos das variáveis de moagem e dos moinhos de alta energia sobre a síntese do composto intermetálico NiAl. A influência do poder de moagem, tamanho de partícula inicial de Ni, agente controlador de processo e dimensões dos corpos moedores durante a síntese do composto NiAl no moinho Spex foi quantificada utilizando-se um planejamento fatorial. Verificou-se uma significativa influência do poder de moagem no tempo de ignição da reação exotérmica de formação do composto NiAl, além da influência da interação entre o poder de moagem, agente controlador de processo e dimensões dos corpos moedores no tamanho médio de partículas dos produtos das moagens. O rendimento no moinho Attritor demonstrou-se dependente do poder de moagem e também da quantidade de agente controlador do processo durante a moagem de misturas de pós de Ni e Al. A síntese por combustão de pós mecanicamente ativados no moinho Attritor levou à formação de NiAl3, Ni2Al3 e NiAl ou somente NiAl, dependendo da temperatura de síntese. Conduziu-se a tentativa de determinação experimental, através da técnica de calorimetria diferencial de varredura, das entalpias de formação dos compostos intermetálicos NiAl3, Ni2Al3, NiAl e Ni3Al; os valores encontrados para Ni2Al3 e Ni3Al foram, respectivamente, 167 kJ/mol e 93 kJ/mol. A formação de NiAl no moinho planetário, ao contrário do verificado nos moinhos Spex e Attritor, ocorreu de maneira gradual e o tempo necessário para a formação do composto foi dependente da quantidade de agente controlador de processo. Para os moinhos planetário e Attritor estimaram-se as respectivas energias de moagens transferidas ao longo do processo e o composto NiAl obtido nestes moinhos foi parcialmente ordenado. O método de Rietveld foi utilizado para a determinação da quantidade de NiAl formado após a moagem nos moinhos planetário e Attritor e também para a estimativa dos tamanhos de cristalitos e da deformação da rede. Amostras particuladas obtidas nos moinhos planetário e Attritor foram consolidadas, sinterizadas a 1300ºC e caracterizadas por ensaios de flexão e microdureza Vickers; as amostras apresentaram um comportamento frágil em flexão e microdureza Vickers inferior em comparação ao valor encontrado na literatura. / A study on the effect of milling variables and high-energy mills on the NiAl intermetallic compound synthesis was performed. The effect of ball-to-powder ratio, Ni particle initial size, the use of process control agent and milling media size on NiAl synthesis in a Spex mill was evaluated using a factorial design. It was shown that ball-to-powder ratio plays an important role in the ignition time of the mechanically induced reaction of NiAl intermetallic formation; moreover, an interaction of ball-to-powder ratio, process control agent and milling media size was found to affect the particle size of milling products. During milling of Ni and Al powder, the yield of an Attritor mill was found dependent on ball-to-powder ratio and the process control agent quantity. After combustion synthesis of powders, which were previously mechanically activated in the Attritor mill, monophasic NiAl or a mixture of NiAl3, Ni2Al3 and NiAl were obtained depending on synthesis temperature; however, swelling of samples was verified in both situations. The enthalpy of formation of Ni2Al3 and Ni3Al was measured using differential scanning calorimetry and the experimental values were, respectively, 167 kJ/mol and 93 kJ/mol. NiAl compound formation occurred through an exothermic reaction in Spex and Attritor mills, on the other hand, this intermetallic was gradually formed during milling in the planetary mill, and, in this milling device, the time for compound formation was dependent on process control agent quantity. Furthermore, the energy transferred to the powder during milling in planetary and Attritor mills was estimated, and the NiAl synthesized in these devices was partially disordered. Also, the Rietveld method was employed to determine the amount of NiAl synthesized in planetary and Attritor mills, and, also, estimate crystallite size and lattice strain of milling products. Finally, milling products of planetary and Attritor mills were consolidated and sintered at 1300ºC so that Vickers microhardness and flexion tests could be performed; these tests indicated a fragile behavior, and hardness lower than the value found on literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-12082010-164815 |
| Date | 26 February 2010 |
| Creators | Kubaski, Evaldo Toniolo |
| Contributors | Capocchi, José Deodoro Trani |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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