Producción y caracterización de ensambles híbridos de un material compuesto de AIN-MgAZ91E

Abstract

The metal matrix composites (MMC) were studied both as functional structural applications due to the superior characteristics compared to that present monolithic component materials. However, these materials are used in conjunction with metallic materials so that the union plays an important role during coupling. The demand for special materials, requires the development of bonding dissimilar techniques CMM / Metal that can increase the practical potential of the compounds. The production of a successful marriage depends on establishing intimate contact between the pieces together, the conversion of that surface contact in a bonded surface at the atomic level and the ability of the interfaces connecting to accommodate residual stresses produced by the difference in the coefficient of thermal expansion (CTE). Experimental development for this project mainly consisted of three stages; 1) obtaining raw materials, 2) infiltration and finally 3) union. The first stage shows the characterization of raw materials, in this case commercial ceramic powders aluminum nitride (AlN) particle size <10 microns and MgAZ91E alloy. The second stage is the process of making the CMM AlN-MgAZ91E by spontaneous infiltration and finally joining assemblies hybrid diffusion in the solid state in a furnace with an inert atmosphere of Ar varying the residence time for the CMM / Metal arrangements (AZ91E or Ti), for characterization of the joints was done using techniques SEM and XRD mainly. Regarding the manufacture of the compound, one can observe a spontaneous infiltration with a matrix-reinforcement distribution homogeneous phases.

Los materiales compuestos de matriz metálica (CMM) han sido estudiados tanto para aplicaciones estructurales como funcionales debido a las características superiores que presentan en comparación con los materiales monolíticos que los componen. Sin embargo, estos materiales son usados en conjunto con materiales metálicos por lo que la unión juega un rol importante durante su acoplamiento. La demanda de materiales especiales, requiere el desarrollo de técnicas de unión disímiles CMM/Metal que puedan incrementar el potencial práctico de los compuestos. La producción de una unión exitosa depende del establecimiento de un contacto íntimo entre las piezas a unir, de la conversión de ese contacto superficial en una superficie unida a nivel atómico y de la habilidad de las interfases de unión de acomodar los esfuerzos residuales, producidos por la diferencia del coeficiente de expansión térmica (CET). El desarrollo experimental para este proyecto constó de tres etapas principalmente; 1) obtención de materias primas, 2) infiltración y finalmente 3) unión. La primera etapa manifiesta la caracterización de materias primas, en este caso polvos cerámicos comerciales de nitruro de aluminio (AlN) de tamaño de partícula <10?m y la aleación de MgAZ91E. La segunda etapa es el proceso de fabricación del CMM AlN-MgAZ91E por infiltración espontánea y finalmente la unión de ensambles híbridos por difusión en estado sólido, en un horno con atmósfera inerte de Ar variando el tiempo de permanencia para los arreglos CMM/Metal (AZ91E o Ti), para la caracterización de las uniones se hizo uso de las técnicas de MEB y DRX principalmente. En lo que respecta a la fabricación del compuesto, se puede observar una infiltración espontanea con una distribución de fases matriz-refuerzo homogénea.