Avaliação de ligas para juntas térmicas e para manufatura aditiva

Resumo

A presente proposta visa dotar o Laboratório de Solidificação do DEMa-UFSCar - atualmente coordenado pelo grupo M2PS (Microestrutura e Propriedades em Processos de Solidificação) - de recursos para manter suas atividades de pesquisa no período entre Março de 2020 e Fevereiro de 2022. Inclui um potenciostato, que será fundamental para os ensaios de corrosão a serem realizados nas ligas metálicas de interesse do Projeto. Além disso, a atual proposta inclui a base de dados TCAL6 do Thermo-Calc que propiciará a realização de cálculos termodinâmicos das ligas de Alumínio (Al) modificadas com Escândio (Sc). O intuito é agilizar o desenvolvimento, o processamento e a caracterização de ligas Al-10%Si-Mg(-Sc, -Ni) e Al-5%Mg(-Sc) visando aplicação em manufatura aditiva (MA) e de ligas Sn-Bi-(In) visando aplicação em contato térmico de interface. O equipamento e o software darão suporte a diversas teses de Doutorado e dissertações de Mestrado além de publicações. O presente projeto tem como objetivo abordar lacunas de pesquisa identificadas em dois setores. Primeiro, avaliar a interface entre ligas Sn-Bi(-In) e substrato de cobre. Para interfaces térmicas de dissipação de calor (TIM-Thermal Interface Materiais), aspectos como molhabilidade, espessura e natureza da camada de reação, dissolução de cobre e microestrutura gerada são de fundamental importância, os quais controlam propriedades de aplicação de juntas térmicas como resistência mecânica e resistência à corrosão. Segundo, avaliar as correlações tipo microestrutura à parâmetros térmicos à propriedades de aplicação para ligas de Al potencialmente aplicáveis em manufatura aditiva. O intuito é estabelecer mapas térmicos de processo tipo G (gradiente térmico) x V (velocidade de solidificação) x microestruturas/morfologias, os quais ainda carecem de ser estabelecidos. Neste sentido, serão realizados ensaios de molhabilidade (no caso das ligas TIM), ensaios de corrosão, mecânicos de tração, e de dureza. Objetiva-se ainda caracterizar os intermetálicos formados tanto pela interação metalúrgica na interface Sn-Bi(-In)/substrato quanto aqueles formados durante a solidificação das ligas multicomponentes de Al. No sentido de explorar as potencialidades do Sc no reforço de ligas de Al, serão realizados tratamentos térmicos de envelhecimento em algumas das ligas contendo Sc. (AU)