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El molino de atrición como herramienta en la preparación de materiales por pulvimetalurgia

Attrition milling as an aid in materials preparation by powder metallurgy

 

Director: MALACHEVSKY Maria Teresa

Correo electrónico: malache@cab.cnea.gov.ar

 

Co-Director: D´OVIDIO Claudio

 

Integrantes: DUTRÚS, Silvia; OLIBER, Edgardo; LEIVA, Sergio; STUKE Raúl

 

Resumen Técnico: Cuando se preparan materiales por pulvimetalurgia, el tamaño de partícula y la distribución de las mismas tienen un fuerte impacto sobre las propiedades finales del material. Los molinos de atrición son dispositivos muy eficientes tanto para disminuir el tamaño de partícula como para lograr mezclas altamente homogéneas de 2 o más polvos. Estos molinos son 5 veces más veloces que los molinos de bolas tradicionales y se usan comunmente en la industria. Aprovechando este equipamiento y la experiencia previa del Grupo, se propone el estudio de dos materiales utilizando la técnica de molienda por atrición en el proceso de fabricación de las muestras. Esto es: la fabricación de composites superconductores del intermetálico diboruro de magnesio (MgB2) y la fabricación de espumas de aluminio utilizando hidruro de titanio (H2Ti) como agente espumante. Presentamos a continuación ambos sistemas por separado. a) Diboruro de magnesio: partiendo de un polvo muy fino de MgB2 podrían fabricarse cintas superconductoras envainadas en metal dúctil minimizando la interfase de reacción. Sin embargo hemos observado que un exceso de tensiones o la amorfización del polvo pueden ser nocivas para sus propiedades de transporte. Proponemos estudiar la influencia de la molienda en las propiedades de transporte y en las propiedades mecánicas in situ de estos materiales compuestos. b) Espumas de aluminio: Una de las técnicas más usadas para la fabricación de espumas metálicas de porosidad cerrada consiste en mezclar el metal en polvo con un agente espumante. Continuando con el proyecto anteriormente financiado en este marco, proponemos estudiar la adición de aditivos para evitar la coalescencia de burbujas y aleantes para sincronizar la fusión del aluminio con la descomposición del hidruro. Utilizaremos el molino de atrición para lograr mezclas altamente homogéneas. Efectuaremos la caracterización mecánica de las espumas y, a fines comparativos, de paneles sandwich comerciales utilizando técnicas in situ. En los paneles se estudiará también el modo de falla de la esponja central y la adhesión de la interfase entre ésta y el recubrimiento superficial. Se efectuarán ensayos de microdureza.

 

Summary: Particle size and distribution has a strong impact on the final properties of materials prepared by powder metallurgy. Attrition mills are very efficient devices both for reducing particle size and achieving highly homogeneous mixtures of 2 or more powders. These mills are 5 times faster than traditional ball mills and are commonly employed in industry. Taking advantage of this equipment and the previous research experience of the Group, we propose to study two different materials employing the attrition milling technique in the samples fabrication process. Those are: the fabrication of superconducting composites based in intermetallic magnesium diboride (MgB2) and the fabrication of aluminium foams using titanium hydride (H2Ti) as foaming agent. We present both systems separately. a) Magnesium diboride: starting from a very fine MgB2 powder, superconducting tapes with a ductile sheath can be fabricated minimizing the interfacial reaction. We had observed that large strains or powder amorphisation can be detrimental for the transport properties. We propose to study the influence of the milling degree on transport and mechanical properties on these composites b) Aluminium foams: one of the most widely employed techniques for preparing metallic foams consist in mixing aluminium powder with a titanium hydride as a foaming agent. Following our previous project, funded by UNCuyo, we propose to study the use of additives to avoid the coalescence of bubbles and tune the aluminium melting temperature with the hydride decomposition temperature. We will employ the attrition mill to obtain highly homogeneous mixtures. We will study the mechanical properties of our foams and, for comparison, of commercial sandwich panels using in situ techniques.  nR6R6R6R4R¸ In the panels we will also study the failure mode of the foam core and the adhesion between it and the sheath. We will carry on microhardness tests.