Identificação de fases cristalinas em amostras com alta TFV por análises avançadas de microscopia eletrônica

• Processo: 11/20690-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2012
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
• Pesquisador responsável: Marcelo Falcão de Oliveira
• Beneficiário: Nelson Delfino de Campos Neto
• Supervisor: Michael J. Kaufman
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Colorado School of Mines, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 10/05250-7 - Confecção de pequenas peças metálicas amorfas por fusão a arco e coquilhamento, BP.IC
• Assunto(s): Diagrama de transformação de fase Materiais metálicos Vidros metálicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Identificação de fases | Met | Mev | Vidro Metálico | Identificação de Fases

Resumo

No presente projeto de Iniciação Científica desenvolve-se um estudo na produção de BMG's por fusão a arco elétrico em atmosfera estática inerte de argônio e coquilhamento em molde de cobre refrigerado a água usando ligas dentro de diferentes sistemas metálicos. Confeccionou-se moldes para possibilitar a produção das amostras dentro dos formatos desejados. Todas as amostras foram analisadas por difratometria de raios-X (DRX). Algumas receberam análises posteriores por microscopia ótica (MO), MEV/EDS e DSC. Estudou-se amostras em formato de cunha dentro do sistema ternário Zr-Ni-Cu, um sistema que não possui grandes estudos realizados até o momento e o diagrama de fases ainda não é bem conhecido. As composições foram escolhidas dentro do critério de seleção de composições com alta TFV desenvolvida pelo orientador (Marcelo Falcão de Oliveira). Foram selecionadas sete composições com a TFV variando de alta a baixa. Tais composições foram analisadas por DRX e MEV/EDS. Aquelas que possuíam, pelo DRX, maior presença de fase amorfa receberam análises posteriores por MO. Não se obteve grande quantidade de fase amorfa, apenas pequenas frações mostradas pelo DRX e possivelmente comprovadas por MO. Quanto às fases cristalinas, presentes nos DRX, tentou-se identificá-las, mas apenas uma pequena fração das mesmas estavam de acordo com o bancos de dados JCPDS. Estudou-se também a liga Cu46Zr42Al7Y5 em formato de cunha, analisada por DRX e MO, e na forma de chapa com 1 mm de espessura, analisada por DRX. Para aquela com formato de cunha, pôde-se verificar a amostra totalmente amorfa até a espessura de 5 mm. Dentro das amostras na forma de chapa com 1 mm pesquisou-se o resultado da contaminação da amostra pelo ar atmosférico (efeito do oxigênio). Uma amostra foi produzida dentro da pureza e limpeza apropriada do sistema e através do DRX observou-se uma estrutura totalmente amorfa. Já na outra amostra, a qual foi exposta ao ar atmosférico enquanto líquida, observou-se no DRX uma fração amorfa e mais fases cristalinas, muito provavelmente contendo oxigênio, essas fases porém ainda precisam de identificação. Produziu-se ainda amostras de ligas baseadas em titânio com formato de bastão 2x2 mm e chapa com 1 mm de espessura, com o interesse de se analisar as propriedades mecânicas em ligas amorfas desses sistemas. Tais amostras apresentaram, segundo o DRX, picos cristalinos e a presença de pequena quantidade de fase amorfa. Até o presente momento, dentro da pureza dos elementos base, não se conseguiu obter amostras totalmente amorfas, muito provavelmente pelo titânio possuir grande afinidade química com o oxigênio favorecendo a nucleação de fases contendo esse elemento, assim como no caso das ligas de zircônio. Um dos grandes problemas, dentro do projeto, é a correta identificação das fases cristalinas presentes, não só para servir de parâmetro para um melhor controle do oxigênio nas matérias primas e processo de síntese, mas também para refinar os cálculos teóricos de previsão da TFV nesses sistemas de interesse. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

NELSON DELFINO DE CAMPOS NETO; LEONARDO PRATAVIEIRA DEO; MARCIO ANDREATO BATISTA MENDES; MICHAEL JOSEPH KAUFMAN; MARCELO FALCÃO DE OLIVEIRA. Oxide Formation in a Melt Spun Alloy in the Zr-Ni-Cu System. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 25, 2022-06-17. (11/20690-6)