Les necessitats de la tecnologia moderna, juntament amb les mesures
mediambientals cada cop més severes, han dut a la recerca de nous materials
d’elevades prestacions que superin les propietats dels materials coneguts fins al
moment. A mesura que la mida es redueix al rang nanomètric, els materials
mostren propietats mecàniques i físiques diferents, com per exemple l’increment en
la resistència mecànica, difussivitat, calor específica i resistivitat elèctrica,
comparant-los amb materials de mida de gra convencional. La tecnologia de
fabricació de nanopartícules es molt reversible i engloba una gran varietat de
tècniques que avarca tres rutes de processament: en fase vapor, líquida i sòlida.
Cada mètode te les seves avantatges i inconvenients, encara que la molturació
mecànica es un dels mètodes més utilitzats per produir grans quantitats de
nanopols [1,2]. La creació de nanopartícules mitjançant molturació per boles, es duu
a terme per col·lisions d’elevat impacte, produint una reducció en l’estructura dels
materials macrocristal·lins, donant lloc a la formació de nanoestructures cristal·lines
per mitjà de deformació plàstica.
La pols de la matriu metàl·lica de partida és una pols comercial d’Al12Si de la
companyia “Sulzer-metco” reforçada amb pols d’un material ceràmic (SiC) de
l’empresa espanyola “Navarro SiC S.A”. Aquesta pols ha estat sotmesa a una
molturació mecànica en un Attritor vertical de boles, “Union Process S-1”.
Amb la finalitat d’avaluar l’efecte de la presència, proporció, mida i distribució de la
fase reforç, les proporcions de MMC (matriu/reforç) analitzades en aquest estudi
han estat les següents: 90:10, 80:20 i 70;30, així com de la matriu sense reforç,
extraient mostres segons un procés seqüencial acumulatiu, prenent com a temps
d’extracció les 15, 25, 30, 35 i 40 hores.
Per a cada mostra de pols resultant s’ha efectuat un anàlisi granulomètric
mitjançant un analitzador làser de mida de partícula, de la casa Beckman Coulter,
model “LS13 320”. La caracterització mecànica s’ha dut a terme mitjançant la
utilització d’un microduròmetre Vickers de la casa Struers model “Duramin”, segons
especifica la norma ASTM E-384. L’avaluació tribològica s’ha realitzat mitjançant un
tribòmetre Pin-on-Disk “CSEM”, en concordança amb la norma ASTM G-99. La
caracterització microestructural s’ha dut a terme mitjançant microscòpia òptica,
utilitzant un microscopi òptic “LEICA MEF4M” dotat d’un software d’anàlisis de
imatge “LEICA Q500MW”, així com un microscopi electrònic (SEM), JEOL model
“JSM-5600”.
L’anàlisi dels resultats experimentals ha confirmat la viabilitat del procés de
molturació “Atrittor” com a mètode de síntesis de MMC’s a partir de fases inicials en
forma de pols. Tot i això, no s’ha assolit la mida nanomètrica del reforç en aquest
estudi. S’ha demostrat la influència de la mida de la partícula sobre les propietats
mecàniques i tribològiques del material i s’ha pogut determinar en quines condicions
de molturació s’ha assolit, la menor mida de partícula i les millors propietats.
