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Title: Caracterização microestrutural da matéria-prima utilizada no processamento do compósito WC-10%Co com tamanho de partículas nanométricas.
Authors: Aguiar, Amanda Maia
metadata.dc.contributor.advisor: Oliveira, Hellen Cristine Prata de
Batista, Adriano Corrêa
Keywords: Metal duro
Carbeto de tungstênio
Caracterização microestrutural
Pó nanométrico
Compósito
Issue Date: 2018
metadata.dc.contributor.referee: Assis, Paulo Santos
Queiroz, Rhelman Rossano Urzedo
Murta, Jorge Luiz Brescia
Citation: AGUIAR, Amanda Maia. Caracterização microestrutural da matéria-prima utilizada no processamento do compósito WC-10%Co com tamanho de partículas nanométricas. 2018. 53 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: Os cientistas de materiais em todo o mundo vêm trabalhando para buscar materiais com alta dureza e alta tenacidade. O WC-Co de grão ultrafino (carboneto de tungstênio ligado a cobalto) é um dos melhores materiais obtidos até os dias de hoje. Um melhor entendimento dos pós metálicos utilizados na sua fabricação e seus efeitos sobre os parâmetros de processo pode auxiliar na obtenção de produtos finais com melhores propriedades mecânicas. Com isso, neste trabalho as matérias-primas utilizadas na produção de carbonetos cementados a base de WC e Co foram caracterizadas a nível microscópico a fim de se obter informações sobre as microestruturas e estrutura cristalinas. As técnicas utilizadas na caracterização foram a Difração de raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e o Brunauer – Emmett – Teller (BET). A partir dos resultados de DRX foi realizado o refinamento de dados pelo Método de Rietveld quantificando as fases presente nos pós de WC, Co e da mistura WC-10%Co assim como as posições atômicas, densidade e volume de célula unitária. O método BET se mostrou eficiente na obtenção do tamanho médio de partículas dos pós analisados, uma vez que os valores obtidos se aproximam dos valores teóricos. Através do MEV, foram encontradas diferentes morfologias e tamanhos de partículas para os pós de WC e Co, sendo que os pós de WC nanométrico apresentaram partículas menores. A técnica de difração de raios X das fases para as amostras mostrou que as fases identificadas foram cúbicas primitiva e hexagonal primitiva, em meio a fração de amorfo. Já o uso do Método de Rietveld revelou as quantidades das fases cristalinas presentes em cada amostra. O refinamento do pó de Co revelou 75.58% da presença da fase hc e 24.41% da fase cfc. A análise quantitativa de fases para a mistura WC-10%Co revelou 90.50% de presença da fase WC (hp) e 9.49% da fase de Co (hc). Valores próximos da relação teórica de 90% de WC e 10% de Co em peso. Também, foi demonstrado que a moagem de alta energia forçou os átomos de Co a ocuparem os interstícios das células unitárias de hp do pó de WC. Este efeito pode ser observado no valor de densidade de célula unitária do pó WC após moagem com pó de Co.
metadata.dc.description.abstracten: Scientists around the world have been working to find materials with high hardness and high toughness. The ultra-fine grain WC-Co (cobalt-bound tungsten carbide) is one of the best materials to date. A better understanding of the metallic powders used in its production and its effects on the process parameters can help to obtain final products with better mechanical properties. Thus, in this work, the raw materials used in the production of cementitious carbides based on WC and Co were characterized at microscopic level in order to obtain information on the microstructures and crystalline structure. X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) were techniques used in the analysis. From the XRD results, the data were refined by the Rietveld method, quantifying the phases present in the WC, Co and the WC-10% Co powders, as well as the atomic positions, density and unit cell volume. The BET method proved to be efficient in obtaining the average particle size of the analyzed powders, since the values obtained are close to the theoretical values Through the SEM, different morphologies and particle sizes were found for the WC and Co powders; however, the nanometric WC powders presented smaller particles. The X-ray diffraction technique of the phases for the samples showed that the identified phases were primitive cubic and primitive hexagonal, among of amorphous fraction. The use of the Rietveld Method revealed the amounts of crystalline phases present in each sample. Refinement of Co powder revealed 75.58% of the presence of the hc phase and 24.41% of the cfc phase. The quantitative phase analysis for the WC-10% Co mixture revealed 90.50% WC (hp) and 9.49% Co (hc) phase presence. Values close to the theoretical ratio of 90% WC and 10% Co by weight. In addition, it has been shown that high energy milling forced the Co atoms to occupy the interstices of the hp unit cells of the WC powder. This effect can be observed in the unit cell density value of WC powder after milling with Co powder.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11585
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 21/06/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.
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