Estudio del efecto del aleado mecánico sobre un compósito Cu-Ag/AIN para aplicaciones térmicas

Abstract

This paper focuses on the processing of silver-copper based composites reinforced with 5% aluminum nitride by mechanical milling using a planetary ball mill high energy, and follow a path powder processing technology. The powders were milled at various times (1, 2, 4, 8, 16 and 24 h) at 200 rpm. The green preform is compacted into cylindrical dice with mechanically alloyed powders composites using a uniaxial press in the range from 34 to 760 MPa and were finally consolidated without external pressure sintering at 950 °C for 4 hours. SEM studies show that increasing the time of grinding , the particle size of the Cu- Ag - AlN agglomerates formed is reduced ; AlN is partially reduced in size by mechanical grinding action but eventually embedded in the Cu- Ag matrix . The morphology of the copper-silver phase is elongated particles of irregular flakes, flakes with lamellar fold, and finally excessive decrease in size, thus corresponding to the stages of mechanical milling process described in the literature. XRD analysis reveals the existence of some constituents outside the initial phase; however, it is observed that increasing the time of grinding the diffraction peaks become broad and decrease in intensity, indicating the reduction of the crystal size.

El presente trabajo se centra en el procesamiento de compósitos base plata-cobre reforzados con 5% de nitruro de aluminio mediante molienda mecánica empleando un molino de bolas planetario de alta energía, además de seguir una ruta de procesamiento por tecnología de polvos. Los polvos se molieron a varios tiempos (1, 2, 4, 8, 16 y 24 h) a 200 rpm. Las preformas en verde se compactaron en dados cilíndricos con polvos compósitos aleados mecánicamente usando una prensa uniaxial en el intervalo de 34 a 760 MPa y finalmente fueron consolidados por sinterización sin presión externa a 950 °C durante 4 horas. Estudios por MEB muestran que al incrementar el tiempo de molienda, se reduce el tamaño de partícula de los aglomerados Cu-Ag-AlN formados; el AlN es parcialmente reducido en tamaño por la acción mecánica de molienda pero finalmente embebido en la matriz Cu-Ag. La morfología de la fase cobre-plata va de partículas irregulares a hojuelas alargadas, hojuelas con doblez lamelar, y finalmente disminución excesiva de tamaño, correspondiendo así a las etapas del proceso de molienda mecánica descritos en la literatura. El análisis mediante DRX no revela la existencia de alguna fase ajena a los constituyentes iniciales; sin embargo, se observa que al incrementar el tiempo de molienda los picos de difracción se tornan anchos y disminuyen su intensidad, lo que indica la reducción del tamaño del cristal.