Efeito da técnica de preparação de pós de heptamolibdato de amônia e nitrato de cobre na densificação e propriedades dos compósitos Mo-Cu

Mo-Cu composite is used in electronic packaging devices, electrical contacts and heat skins. The union of the high electrical and termal conductivity properties of copper with the wear resistance of molybdenum causes strong interest in the electrical and electronics industry. The densification of...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Morais, Luís Matheus Fernandes de
Outros Autores: Costa, Franciné Alves da
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Moagem de alta energia
Coprecipitação
Redução por hidrogênio
Sinterização
Metalurgia do pó
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54703
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Morais, Luís Matheus Fernandes de
Efeito da técnica de preparação de pós de heptamolibdato de amônia e nitrato de cobre na densificação e propriedades dos compósitos Mo-Cu
description Mo-Cu composite is used in electronic packaging devices, electrical contacts and heat skins. The union of the high electrical and termal conductivity properties of copper with the wear resistance of molybdenum causes strong interest in the electrical and electronics industry. The densification of these Mo-Cu composites via sintering is hampered due to the mutual insolubility of Mo and Cu and the low wettability of Cu to Mo. However, powder metallugy is a viable route to manufacture this composite. In this work, the influence of mechanical mixing (MM) and high energy milling (HEM) techniques, as well as the chemical method of coprecipitation of heptamolybdate (AHM) and copper nitrate (CuN) powders on densification, microstructure and properties of Mo-Cu composite powder compacts was investigated. AHM-CuN powders with 10.8 and 13.9 % by mass of CuN were prepared, respectively, by mechanical (MM and MAE) and chemical coprecipitation methods. The prepared powders were reduced in 750 °C in tubular furnace under H2 atmosphere and a flow of 316 mL/min. The composite Mo-Cu powders with 20 and 25 % by mass of Cu obtained were compacted at 250 MPa and the green compacts produced were sintered at 1.150 °C for 1 h under na atmosphere of H2. The sintered bodies of Mo-Cu powders prepared by coprecipitation and HEM reached a relative density of 96 ± 2.7%, while those prepared by MM reached only 75 %. Said sintered compacts achieved, respectively, a microhardness of 190.7 ± 15.4, 293.3 ± 13.4 and 183.2 ± 18.6 HV, as well as na electrical conductivity of respectively 34, 22 and 15 IACS. The greater homogenization and smaller grain size resulting from the preparation of Mo-Cu powders by coprecipitation and HEM are responsible for obtaining the highest values of density, microhardness and electrical conductivity of the sintered Mo-Cu compacts.
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The densification of these Mo-Cu composites via sintering is hampered due to the mutual insolubility of Mo and Cu and the low wettability of Cu to Mo. However, powder metallugy is a viable route to manufacture this composite. In this work, the influence of mechanical mixing (MM) and high energy milling (HEM) techniques, as well as the chemical method of coprecipitation of heptamolybdate (AHM) and copper nitrate (CuN) powders on densification, microstructure and properties of Mo-Cu composite powder compacts was investigated. AHM-CuN powders with 10.8 and 13.9 % by mass of CuN were prepared, respectively, by mechanical (MM and MAE) and chemical coprecipitation methods. The prepared powders were reduced in 750 °C in tubular furnace under H2 atmosphere and a flow of 316 mL/min. The composite Mo-Cu powders with 20 and 25 % by mass of Cu obtained were compacted at 250 MPa and the green compacts produced were sintered at 1.150 °C for 1 h under na atmosphere of H2. The sintered bodies of Mo-Cu powders prepared by coprecipitation and HEM reached a relative density of 96 ± 2.7%, while those prepared by MM reached only 75 %. Said sintered compacts achieved, respectively, a microhardness of 190.7 ± 15.4, 293.3 ± 13.4 and 183.2 ± 18.6 HV, as well as na electrical conductivity of respectively 34, 22 and 15 IACS. The greater homogenization and smaller grain size resulting from the preparation of Mo-Cu powders by coprecipitation and HEM are responsible for obtaining the highest values of density, microhardness and electrical conductivity of the sintered Mo-Cu compacts. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O compósito Mo-Cu é utilizado em dispositivos de empacotamento eletrônico, contatos elétricos e dissipadores de calor. A união das propriedades de alta condutividade elétrica e térmica do cobre com a resistência ao desgaste do molibdênio desperta forte interesse da indústria eletroeletrônica. A densificação desses compósitos Mo-Cu via sinterização é dificultada devido à mútua insolubilidade do Mo e Cu e a baixa molhabilidade do Cu no Mo. Todavia, a metalurgia do pó é uma rota viável para fabricação desse compósito. Neste trabalho, a influência das técnicas de mistura mecânica (MM) e moagem de alta energia (MAE), bem como do método químico de coprecipitação dos pós de heptamolibdato de amônia (HMA) e nitrato de cobre (NCu) na densificação, microestrutura e propriedades dos compactos de pós compósitos Mo-Cu foi investigada. Pós de HMA-NCu com 10,8 e 13,9 % em massa de NCu foram preparados, respectivamente, pelos métodos mecânicos (MM e MAE) e químico de coprecipitação. Os pós preparados foram reduzidos a 750 °C em forno tubular sob atmosfera de H2 e fluxo de 316 mL/min. Os pós compósitos de Mo-Cu com 20 e 25 % em massa de Cu obtidos foram compactados a 250 MPa e os compactos verdes sinterizados a 1.150 °C por 1 h sob atmosfera de H2. Os compactos sinterizados de pós Mo-Cu preparados por coprecipitação e MAE atingiram uma densidade relativa de 96 %, enquanto os preparados por MM alcançaram apenas 75 %. Os referidos compactos sinterizados alcançaram, respectivamente, uma microdureza de 190,7 ± 15,4, 293,3 ± 13,4 e 183,2 ± 18,6 HV, bem como uma condutividade elétrica de respectivamente 34, 22 e 15 IACS. A maior homogeneização e o menor tamanho de grão resultante da preparação dos pós Mo-Cu por coprecipitação e MAE foram responsáveis pela obtenção dos maiores valores de densidade, microdureza e condutividade elétrica dos compactos de MoCu sinterizados. 2023-09-05T21:09:53Z 2023-09-05T21:09:53Z 2023-04-12 masterThesis MORAIS, Luís Matheus Fernandes de. Efeito da técnica de preparação de pós de heptamolibdato de amônia e nitrato de cobre na densificação e propriedades dos compósitos Mo-Cu. Orientador: Franciné Alves da Costa. 2023. 71f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54703 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

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