Estudo estrutural do compósito Fe-TiB2 obtido por spark plasma sintering

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dc.contributor.advisor1Orlando, Marcos Tadeu D Azeredo
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000283876504
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3562894103432242
dc.contributor.authorMiranda, Mariane Gonçalves de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2990952954091659
dc.contributor.referee1Rossi, Jesualdo Luiz
dc.contributor.referee2Passos, Carlos Augusto Cardoso
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2528679879816545
dc.contributor.referee3Oliveira, Marcelo Falcao de
dc.contributor.referee4Vieira, Estefano Aparecido
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:34Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:34Z
dc.date.issued2023-08-21
dc.description.abstractMetal matrix composites as Fe-TiB2 type have been widely investigated, since a great potential application has been identified, due to their physical and chemical properties, such as mass reduction and increased mechanical strength. Using a powder generated by the top-down technology of a microalloyed steel and a TiB2 ceramic powder, a composite with a mass ratio given by Steel (88%)/Ceramic (12%) was synthesized by the SPS (Spark Plasma Sintering) technique. The sintered samples were characterized by X-ray microtomography (μCT), scanning electron microscopy (SEM), electron backscatter diffraction (EBSD), X-ray diffraction, and transmission electron microscopy (MET). Thermodynamic simulation was also performed in order to calculate the phase transformation considering equilibrium. The high densification obtained by SPS was observed and the density reduction in relation to the matrix ρexp = 7.44(3) g/cm³. Results associated with microabrasion indicated that the presence of TiB2 promoted an increase in wear resistance of the composite in comparison to the steel. Detailed EBSD analysis revealed that the composite matrix consists of a submicrometric substructure, and combined with TEM analyses, it was possible to propose a model of the SPS sintering mechanism at the metal/ceramic interfaces.
dc.description.resumoCompósitos de matriz metálica do tipo Fe-TiB2 têm sido amplamente investigados, pois se identificou um grande potencial de aplicação, devido suas propriedades físicas e químicas, como redução de massa e aumento de resistência mecânica. Utilizando um pó gerado por tecnologia top-down de um aço microligado e um pó de cerâmica TiB2, amostras de um compósito com proporção em massa dada por aço(88%)/cerâmica (12%) foram sintetizadas por meio da técnica de sinterização assistida por corrente elétrica ou plasma (SPS – Spark Plasma Sintering). As amostras sinterizadas foram caracterizadas por microtomografia de raios X (μCT), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de elétrons retroespalhados (Electron BackScatter Diffraction – EBSD), difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Também foi utilizada simulação termodinâmica para cálculo das transformações de fases no equilíbrio. Observou-se a alta densificação obtida por SPS e a redução de densidade em relação à matriz ρexp = 7,44(3) g/cm³. Resultados associados à microabrasão revelaram que a presença de TiB2 promoveu um aumento de resistência ao desgaste do compósito, quando comparado ao aço utilizado. A análise detalhada de EBSD revelou que a matriz do compósito é constituída de uma subestrutura nanométrica, e combinada às análises de MET, foi possível propor um modelo de mecanismo de sinterização por SPS nas interfaces metal/cerâmica.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12631
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectSPS
dc.subjectFe-TiB2
dc.subjectInterface
dc.subjectNanoestruturas
dc.subjectMetalurgia do pó
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleEstudo estrutural do compósito Fe-TiB2 obtido por spark plasma sintering
dc.typedoctoralThesis
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