Fabricação e caracterização de ligas quasicristalinas a base de alumínio através do uso de estratégias combinatoriais

• Processo: 16/19314-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Walter José Botta Filho
• Beneficiário: Witor Wolf
• Supervisor: Jan Schroers
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Yale University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/09008-0 - Fabricação de ligas de alumínio com fases quasicristalinas e intermetálicas com baixo coeficiente de atrito e baixa energia de adesão superficial para aplicação como revestimentos na indústria petroquímica, BP.DR
• Assunto(s): Pulverização catódica Combinatória Técnicas de química combinatória Desenvolvimento de novos materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Combinatorial | fases quasicristalinas | Magnetron co-sputtering | Ligas Quasicristalinas

Resumo

Ligas quasicristalinas exibem uma variedade de interessantes propriedades, incluindo elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, elevada resistência a corrosão em meio ácido, elevada resistência a oxidação e baixa condutividade térmica. Essas características tornam essas ligas candidatas a aplicação como revestimentos, por exemplo, na indústria do petróleo, que apresenta problemas relacionados à corrosão, desgaste e formação de depósitos orgânicos nos dutos de transporte de petróleo e seus derivados. A maior parte das ligas quasicristalinas é à base de alumínio e essas fases formam-se em uma faixa de composição química muito particular. Diante disso, um projeto de doutorado foi proposto, com o objetivo de fabricar fases quasicristalinas em ligas de alumínio através de uma seleção de sistemas a base de alumínio que formam essas fases e através de variações composicionais dessas ligas. O departamento de Engenharia Mecânica e Ciência dos Materiais da Universidade de Yale (New Haven, EUA) possui uma excelente estrutura de desenvolvimento de materiais metálicos através do uso do processo de "magnetron co-sputtering" que permite o uso da chamada análise combinatorial para descoberta de novos materiais. Essa técnica permite a fabricação de centenas de composições de liga em um substrato. O objetivo desse projeto de estágio de pesquisa no exterior é passar um período de 6 meses no departamento de Engenharia Mecânica e Ciência dos Materiais da Universidade de Yale, sob a supervisão do Prof. Dr. Jan Schroers trabalhando na fabricação de ligas do sistema Al-Cu-Fe-M(M=Cr ou Ni) buscando-se obter um mapeamento detalhado da região de formação de fases quasicristalinas desses dois sistemas. O mapeamento de fases será realizado através de espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDX) e difração de raios-X (DRX). Ligas selecionadas serão também estudadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Esse projeto poderá promover, não apenas informações relacionadas a composição química específica dos quasicristais que seriam usados na fabricação de revestimentos no projeto original de doutorado, mas também promover informações relativas a formação de fases em um vasto número de ligas dos sistemas Al-Cu-Fe-Cr e Al-Cu-Fe-Ni. (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)

WOLF, WITOR; KUBE, SEBASTIAN A.; SOHN, SUNGWOO; XIE, YUJUN; CHA, JUDY J.; ELLEN SCANLEY, B.; KIMINAMI, CLAUDIO S.; BOLFARINI, CLAUDEMIRO; BOTTA, WALTER J.; SCHROERS, JAN. Formation and stability of complex metallic phases including quasicrystals explored through combinatorial methods. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, MAY 9 2019. (16/19314-3, 13/05987-8, 15/09008-0)

WOLF, WITOR; BOLFARINI, CLAUDEMIRO; KIMINAMI, CLAUDIO S.; BOTTA, WALTER J.. Fabrication of Al-matrix composite reinforced with quasicrystals using conventional metallurgical fabrication methods. SCRIPTA MATERIALIA, v. 173, p. 21-25, DEC 2019. (16/19314-3, 13/05987-8, 15/09008-0)

WOLF, WITOR; BOLFARINI, CLAUDEMIRO; KIMINAMI, CLAUDIO S.; BOTTA, WALTER J.. Designing new quasicrystalline compositions in Al-based alloys. Journal of Alloys and Compounds, v. 823, MAY 15 2020. (15/09008-0, 16/19314-3, 13/05987-8)