Expansión y resistencia a la comprensión de aluminio celular con partículas alumina-cobre

Abstract

This work explores the application of a copper coating on the surface of alumina particles through a process of high energy milling in order to improve the incorporation of the ceramic phase in the porous collars forming cells foams, thus reducing problems of collapsing the porous structure and increase its mechanical resistance to compression. For this purpose two types of aluminum foam particles with added 0.5% Al2O3 using TiH2 as foaming agent were prepared: i) from conventional foam mixing powders Al -Cu- Al2O3 ; and ii ) foams from alumina metallized with copper, Al-Cu/Al2O3 . For comparison purposes, a third batch of pure aluminum foams prepared. Original work is not only the addition of metallic reinforcement, but only in the form of applying the coating on the reinforcement, and its effect on the properties of resistance to compression. Plating was performed in a high energy planetary ball mill for 8 hours at 200 rpm. Based on tests of compressibility cold vs load. Densification was found to 387 MPa leads to maximum 97.4 % densification of the compacted foam precursors. Compacted were foamed at temperatures of 775, 800 and 825 ° C in a expansómetro , experimental device specifically designed for in -vivo measuring the degree of expansion of the compacted function of time and temperature . Results show a change in expansion volume of up to 350 % in the foam, significant result, and greater than or comparable to foams reported in literature that employ to reach 1.0 % of foaming agent.

El presente trabajo investiga la aplicación de un recubrimiento de cobre en la superficie de partículas de alúmina, a través de un proceso de molienda de alta energía, con el fin de mejorar la incorporación de la fase cerámica en los cuellos formadores de las celdas porosas de las espumas, y así́ reducir problemas de colapsamiento de la estructura porosa e incrementar su resistencia mecánica a la compresión. Para tal fin se prepararon dos tipos de espumas de aluminio con adición de partículas de Al2O3 empleando 0.5% de TiH2 como agente espumante: i) espumas a partir de mezcla convencional de polvos Al-Cu-Al2O3; y ii) espumas a partir de alúmina metalizada con cobre, Al-Cu/Al2O3. Para fines de comparación, se preparó́ un tercer lote de espumas de aluminio puro. El trabajo es original no solamente en la adición de refuerzos metalizados, sino único en la forma de aplicar el recubrimiento en los refuerzos, y su efecto sobre las propiedades de resistencia a la compresión. El metalizado se efectuó́ en un molino planetario de alta energía durante 8h a velocidad de 200 rpm. En base a ensayos de compresibilidad en frio, carga vs. densificación, se encontró́ que 387 MPa conduce al máximo de densificación de 97.4% de los compactados precursores de espumas. Los compactados fueron espumados a las temperaturas de 775, 800 y 825°C en un expansómetro, dispositivo experimental diseñado específicamente para medir en-vivo el grado de expansión de los compactados en función del tiempo y temperatura. Resultados de expansión muestran un cambio en volumen de hasta 350% en las espumas, resultado significativo, y mayor o comparable, a espumas reportadas en la literatura que llegan a emplear hasta 1.0% de agente espumante.