Estudo do crescimento de fases primárias AlFe em ligas de Al e de camadas intermetálicas em juntas Sn-Bi-X/cobre

Resumo

Durante a reciclagem de ligas de Al, o acúmulo de impurezas residuais, Fe em particular, muitas vezes leva à formação de compostos intermetálicos grosseiros durante a solidificação que degradam as propriedades mecânicas do produto final. Sabendo do alto custo associado à redução do teor de Fe e/ou emprego de processamento termomecânico para reduzir os intermetálicos, é preferível manipular a morfologia, tamanho e distribuição durante a solidificação. Portanto, avanços relacionados ao crescimento facetado das fases primárias em ligas Al-Fe modificadas com Si, Ni e Mn são essenciais no refino do controle do tamanho, da morfologia e do grau de anisotropia (fator de aspecto) em diferentes condições de solidificação. Os resultados obtidos podem ser úteis no sentido de gerar morfologias que favoreçam propriedades superiores em ligas de Al, ou seja, que viabilizem a produção de ligas mais tolerantes à contaminação com Fe, favorecendo a reciclagem. Outro desafio a ser abordado nesse projeto envolve o crescimento de camadas de reação de ligas Sn-Bi solidificadas e soldadas em substratos de cobre, tópico cada vez mais importante no setor de microeletrônica em função da tendência de miniaturização das juntas soldadas. Camadas intermetálicas produzidas em diferentes condições de exposição e usando diferentes teores de Bi e de elementos de liga, In e Zn, serão examinadas em relacão à morfologia, natureza, direção de crescimento e nanodureza. Análises de solidificação de ligas Sn-Bi-In e Sn-Bi-In-Zn serão realizadas por meio da aplicação de experimentos de solidificação direcional. A combinação de técnicas de caracterização como MEV, DRX, EBSD, nanodureza e microtomografia de raios-x permitirá entender não somente a formação e as propriedades da camada como também a solidificação das ligas Sn-Bi. O intuito é produzir camadas mais estáveis, uniformes, resistentes e com menor segregação de Bi. Essas mesmas técnicas também serão utilizadas no mapeamento dos intermetálicos AlFe para o caso da solidificação das ligas de Al com alto teor de Fe. O desenvolvimento das duas linhas de pesquisa pode resultar na melhoria de propriedades de ligas contaminadas com Fe e na melhoria do controle de camadas de reação em juntas Sn-Bi/cobre. (AU)