Efeito da adição de nanotubos de carbono na microestrutura e propriedades mecânicas do alumínio A356

Abstract

Os nanocompósitos com matriz metálica surgem como avanços no desenvolvimento tecnológico, pela combinação de materiais para melhorar as propriedades mecânicas, tais como dureza, módulo de elasticidade e ductilidade. O alumínio é de baixa densidade, boa durabilidade e alta resistência. Os Nanotubos de Carbono possuem elevada resistência, elevada condutividade térmica e elétrica, assim como pode ser utilizado como reforço em matriz de alumínio A356. Os nanocompósitos de A356 com Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas apresentam, como propriedades mecânicas elevada resistência mecânica e boa ductilidade. Esta pesquisa visa estudar o efeito da adição de NTC na microestrutura da matriz do A356, suas estruturas e propriedades mecânicas. Os nanocompósitos produzidos, foram com 99% de A356 (A1) mais 1% de NTCPM (A2) e fundido em forno de fusão a gás natural, a 800 ºC, por 3 h, produzindo a Amostra A1-1. A amostra A1-1 teve nova fundição em mufla, a 850 ºC, por 3 h, melhorando o Módulo de Elasticidade e obtendo a amostra A1-1’, analisada por ensaios metalográficos e de tração em Máquina Universal. A amostra A2-2 (A356+NTCPM), fundida com maçarico, a 3000 ºC, mostrou excesso de carbono e oxigênio medidos por EDS e não melhoraram as propriedades mecânicas. Foram realizados ensaios de nanoindentação do A1 e Nanocompósito (A356/NTCPM/TiBAl) não obtendo melhoras nas propriedades mecânicas.

Nanocomposites with a metallic matrix appear as advances in technological development, by combining materials to improve mechanical properties, such as hardness, modulus of elasticity and ductility. Aluminum is of low density, good durability and high strength. Carbon Nanotubes have high resistance, high thermal and electrical conductivity, and can be used as reinforcement in an A356 aluminum matrix. The A356 nanocomposites with Multi-Walled Carbon Nanotubes have high mechanical properties and good ductility. This research aims to study the effect of adding CNT on the microstructure of the A356 matrix, its structures and mechanical properties. The nanocomposites produced were made with 99% A356 (A1) plus 1% NTCPM (A2) and melted in a natural gas melting furnace, at 800 ºC, for 3 h, producing Sample A1-1. Sample A1-1 was cast again in a muffle furnace, at 850 ºC, for 3 h, improving the Modulus of Elasticity and obtaining sample A1-1', analyzed by metallographic and tensile tests on a Universal Machine. Sample A2-2 (A356+NTCPM), melted with a torch at 3000 ºC, showed excess carbon and oxygen measured by EDS and did not improve mechanical properties. Nanoindentation tests were carried out on A1 and Nanocomposite (A356/NTCPM/TiBAl) without obtaining improvements in mechanical properties.