Síntese e sinterização de pós-compósitos do sistema W-Cu/

Resumo:O compósito W-Cu exibe altas condutividades térmica e elétrica. Além disso, seu coeficiente de expansão térmica pode ser ajustado para satisfazer aqueles dos materiais cerâmicos usados como substrato de semicondutores. Essas propriedades são dependentes da composição, do tamanho de partícula...

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Detalhes bibliográficos
Principais autores:	Costa, Franciné Alves da., Ambrozio Filho, Francisco., Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares.
Formato:	Tese
Publicado em:
Assuntos:	Compósito W-Cu - Tese. Moagem de alta energia - Sinterização de pós compósitos -
Endereço do item:	https://app.bczm.ufrn.br/home/#/item/178293
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description	Resumo:O compósito W-Cu exibe altas condutividades térmica e elétrica. Além disso, seu coeficiente de expansão térmica pode ser ajustado para satisfazer aqueles dos materiais cerâmicos usados como substrato de semicondutores. Essas propriedades são dependentes da composição, do tamanho de partícula e, principalmente, do processo de fabricação. A moagem de alta energia de pós W-Cu permite a produção de peças sinterizadas de alta homogeneidade, com partículas de W muito finas e boa dispersão das partículas de W na fase dúctil de Cu. A moagem a seco ou a úmido tem uma marcante influência nas características do pó moído. Este trabalho discute o efeito da preparação de pós W-Cu na microestrutura das peças sinterizadas e o efeito desta microestrutura sobre a condutividade elétrica do compósito.Três técnicas de preparação de pós W-Cu foram utilizadas: mistura mecânica, moagem em moinho de bolas convencional e moagem de alta energia. Pós de APT-Cu e APT-CuO, contendo 30% em massa de Cu e CuO foram preparados por moagem de alta energia seguida de redução por hidrogênio. Pós de W-Cu com 30% em massa de Cu, a partir de pós comerciais de W e Cu foram preparados por mistura mecânica e moagem de alta energia. A distribuição de tamanho de partícula e o tamanho médio de cristalito de Cu e de W foram determinados por espalhamento de luz e difração de. raios x, respectivamente. A contaminação dos pós durante a moagem foi investigada por fluorescência de raios x. As estruturas dos corpos sinterizados foram observadas por microscopia ótica e eletrônica de varredura. Amostras preparadas a partir do pó APT-30%Cu alcançou 96% de densidade relativa após sinterização em 1200°C por 60 minutos. Alta homogeneidade estrutural e grãos de W em escala submicrométrica foram observadas. Estas amostras apresentaram condutividade elétrica de 49 IACS, enquanto que amostras preparadas a partir de pós misturados mecanicamente e sinterizados nas mesmas condições obtiveram condutividade elétrica de 27 IACS, além de exibirem baixa densidade relativa e estrutura heterogênea.#$&Abstract:The W-Cu composite exhibits high thermal and electrical conductivities. Furthermore its coefficient of thermal expansion can be adjusted to approach those of ceramic materials used as substrate of semiconductor devices. These properties depend upon the composition, particle size and mainly the fabrication process. High energy milling of W-Cu powders favors the production of highly homogeneous sintered pieces, very fine W articles and good dispersion of W particles in the ductile Cu phase. Wet and dry milling a remarkable influence on the characteristics of the powder. This work discusses the effect of the preparation of the W-Cu powder on the micro structure of sintered pieces and the effect of the micro structure on the electrical conductivity. Three techniques of powder preparation were utilized: mechanical mixture, conventional ball milling and high energy milling. Powders of APT-Cu and APT-CuO with 30% in mass were prepared by high nergy milling followed by hydrogen reduction. Powders of W-30w/oCu were prepared 'th commercial Cu and W powders by mechanical mixture and high energy milling. The particle size distribution and the crystallite mean size were determined by light scattering and XRD respectively. The contamination of the powders during milling was investigated by X ray fluorescence. The structures of the sintered pieces were observed by optical and scanning electron microscopy. Samples prepared with the APT-30%Cu achieved 96% of lative density after sintering at 1200°C for 60 minutes. High structural homogeneity and submicrometric W grains were observed. These samples exhibited electrical conductivity f 49 IACS. Samples prepared with powders mechanically mixed and sintered under the same conditions exhibited only 27 IACS of electrical conductivity, low relative density and heterogeneous structure.
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