Millora de les característiques mecàniques de l'alumini i/o els seus aliatges, reforçats amb fibres de carboni

Abstract

Els aliatges d'alumini tenen una gran diversitat d'aplicacions industrials a causa de la seva baixa densitat i la seva fàcil mal·leabilitat, però l'ús d'aquests aliatges és limitat a causa de la seva baixa resistència. Últimament, l’interès per augmentar aquesta resistència en l'alumini ha motivat l'estudi de combinacions de matriu d'alumini (AMC), que poden presentar bones propietats mecàniques tant en altes temperatures com a temperatura ambient. L'alumini i els seus aliatges es poden reforçar dispersant partícules dures com carburs, òxids o nitrurs dins la matriu d'alumini utilitzant tècniques que treballen tant en estat sòlid com líquid. El reforç es pot fer afegint fibres contínues o discontínues, partícules, o “whiskers”, els quals sovint són de materials del tipus carburs, nitrurs o òxids. L’objectiu principal d’aquest projecte és obtenir, mitjançat la molturació mecànica, un AMC (Aluminium Matrix Composites) capaç d’incorporar un reforç de fibres de carboni, ben adherit i homogèniament repartit en la matriu. Aquest estudi és part d’un projecte d’abast més ampli la finalitat del qual és poder aplicar una extrusió sobre el compost objectiu d’aquest projecte i comprovar si ha millorat la seva conductivitat i propietats mecàniques, per tant aquest projecte acaba amb l’obtenció de les provetes per extruir. En aquest estudi s’ha treballat amb dues matrius metàl·liques (alumini pur i Al-Si12) a les quals s’ha incorporat un reforç de fibres de grafit. Un cop obtinguts tots el assajos dissenyats amb el mètode Taguchi, aquests han estat compactats i tractats tèrmicament per eliminar porositats. Mitjançant la microscòpia electrònica s’ha observat si el reforç està incorporat de forma homogènia sobre la matriu. Finalment es fa un estudi de dureses i desgast per determinar quin efecte tenen les fibres sobre el material final. L’analisi metal·logràfic realitzat durant el procés experimental ha confirmat que les fibres es troben ben adherides dins la matriu d’alumini pur, la mida final del reforç és satisfactori i les provetes no presenten porositats. A més el reforç es troba homogèniament repartit dins de la matriu. Per altre costat hi ha una gran presència d’òxid en les provetes analitzades, el qual pot haver influït en l’obtenció dels resultats de les dureses i el desgast, en qualsevol dels casos, els resultats sobre aquets assajos com els de la resta de propietats mecàniques s’hauran d’estudiar en aplicar l’extrusió sobre les provetes, ja que és l’última etapa del projecte global i és aleshores quan els resultats seran significatius.