Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Abtsract : The present work describes the designing of a manufacturing process for the production of aluminum matrix composites reinforced with carbon fibers. The matrix was chosen to be an interlayering of aluminum foils and nickel mesh stripes, cold rolled with 70% of thickness reduction, being then submitted to different heat treatments, of which immersion in pure aluminum melt was found to be the most promising. Microstructure and composition of the samples were analyzed with scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffractography and microhardness test, whose results showed the presence of remaining nickel and intermetallic compounds formed during the processing, namely Ni2Al3 and NiAl, agreeing with studies on reactive diffusion found in the literature. Furthermore, composites were produced by incorporating nickel-coated carbon fibers to the manufacturing process, being evaluated the effect of the fibers addition to the material with scanning electron microscopy, energy-dispersive Xray spectroscopy, X-ray diffractography and fiber content estimation via image binarization. Intermetallic phases were also present in the microstructure of the composites, nevertheless in smaller extent and in an aluminum matrix. Bond between matrix and fibers was found to be strong, since no fiber pull out took place. Performed fiber content analysis showed that the optimum fiber volume content is between 15% and 40%. Mechanical properties of both without and with fibers materials were assessed through 4-point bending tests, having theirfracture surface analyzed afterwards.<br> / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabricação para a produção de compósitos de matriz de alumínio reforçados com fibras de carbono. O material escolhido para a matriz era constituído por camadas intercaladas de folhas de alumínio e malha de níquel, laminadas a frio com 70% de redução de espessura, sendo então submetidos a diferentes tratamentos térmicos, dentre os quais imersão em fundido de alumínio mostrou-se o mais promissor. A microestrutura e a composição das amostras foram analisadas com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e testes de microdureza, cujos resultados mostraram a presença de níquel remanescente e compostos intermetálicos, Ni2Al3 e NiAl, coincidindo com estudos sobre difusão reativa encontrados na literatura. Além disso, compósitos foram produzidos através da incorporação de fibras de carbono revestidas com níquel ao processo de fabricação, sendo avaliados os efeitos da adição de fibras ao material com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e
estimativa do teor de fibras através de binarização de imagens. Fases intermetálicas também estavam presentes na microestrutura do compósito, entretanto em menor quantidade e em uma matriz de alumínio. A adesão entre matriz e fibras foi avaliada como sendo alta, visto que não ocorrou o fenômeno de pull out das fibras. As análises de teor de fibra mostraram que o volume de fibras ótimo encontra-se entre 15% e 40%. Tanto propriedades mecânicas do material sem fibra, quanto do com fibra, foram aferidos com teste de flexão em 4 pontos, posteriormente tendo sua superfície de fratura analisada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/169520 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Silva, Cauê Corrêa da |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Fredel, Márcio Celso, Tetzlaff, Ulrich |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 96 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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