Consolidação de partículas compósitas de matriz Ti-Al e Ti-Si obtidas por síntese mecânica e modificadas superficialmente por pulverização catódica

Abstract

O desenvolvimento de novos materiais para a indústria de transportes tem sido direccionado para a produção de materiais cada vez mais resistentes mecanicamente, leves e capazes de manter as características estruturais numa gama muito alargada de temperaturas, de entre os quais se destacam as ligas de titânio e, em particular, os intermetálicos à base de aluminetos e silicietos de titânio. Estes, além de apresentarem boa relação resistência mecânica/peso (resistência específica), possuem propriedades mecânicas vocacionadas para suportar solicitações a elevada temperatura. Todavia, a sua restrita aplicação industrial até ao momento deve-se ao fraco desempenho que apresentam à temperatura ambiente, nomeadamente, baixa tenacidade à fractura e reduzida ductilidade. O objectivo desta dissertação foi o de produzir materiais dos sistemas Ti-Al e Ti-Si a partir de partículas processadas por síntese mecânica e estudar a influência da modificação da sua superfície, através da deposição de filmes finos de Ti e Al (revestimentos dúcteis) por pulverização catódica, no processo de consolidação por prensagem isostática a quente (HIP) e na estrutura e propriedades mecânicas dos maciços assim produzidos. Com base nos resultados obtidos foi possível concluir que: (i) a deposição de filmes finos de metais dúcteis sobre partículas de grão nanométrico de Ti-Al e Ti-Si permitiu realizar a compactação a temperaturas mais baixas que o habitual, (ii) durante a consolidação houve difusão de espécies químicas de/e para o revestimento, dando origem à formação de novas fases nanocristalinas, (iii) o revestimento das partículas com titânio contribuiu, na maioria dos casos, para o aumento da dureza e a diminuição da tenacidade à fractura dos maciços e, por último que (iv) o revestimento das partículas com alumínio permitiu reduzir a porosidade dos materiais compactados, aumentando a sua tenacidade à fractura.