Fabrication and damping behavior of particulate BaTiO3 ceramic reinforced copper matrix composites - Asare Ted A.; Virginia Polytechnic Institute and State University (VPISU)
Los composites de matriz metl̀ica ofrecen oportunidades n͠icas para lograr multifuncionalidad en los materiales. En una tentativa de investigar la posibilidad de mejorar la caracters̕ticas de amortiguacin̤ (damping) de los metales estructurales, se reforzaron muestras de cobre con particulados ferroelčtricos tetragonales de BaTiO3 (composites Cu-BaTiO3) usando tčnicas de pulvimetalurgia (powder metallurgy).Se investig ̤el efecto del tamaǫ del particulado y tres condiciones de procesamiento, la atmosfera de sinterizacin̤, la velocidad de enfriamiento, la presin̤ de compactacin̤ uniaxial sobre la tetragonalidad y, por ende, las propiedades ferroelčtricas del polvo de titanato de bario; para ello, se emplearon tčnicas de calorimetra̕ diferencial de barrido (DSC) y difraccin̤ por rayos X (XRD).Los resultados mostraron que la atms̤fera de sinterizacin̤ y las velocidades de enfriamiento tuvieron poco efecto sobre la tetragonalidad del polvo de titanato de bario; šta decreci ̤gradualmente al aumentar el tamaǫ de partc̕ula, aunque sl̤o fue extrema para polvos demasiado finos. Si bien no se encontr ̤una relacin̤ directa entre la presin̤ de compactacin̤ uniaxial y la tetragonalidad, la presin̤ uniaxial puede disminuir tambiň esta l͠tima.Se fabricaron tres composites Cu-BaTiO3, D1, D2 y D3, reforzados con partc̕ulas de titanato de bario de tamaǫs promedio de 209 μm, 66 μm y 2 μm, respectivamente. La retencin̤ de la fase tetragonal ferroelčtrica del titanato de bario luego del proceso de fabricacin̤ del composite fue confirmada por DSC. Las microestructuras de los composites observadas al usar microscopa̕ p̤tica y de barrido electrn̤ico revelaron dispersiones uniformes de las partc̕ulas de titanato de bario en D1 y D2. En D3, el titanato de bario form ̤una estructura en forma de cadena debido a la considerable aglomeracin̤ de las partc̕ulas finas de refuerzo.Se evaluaron las caracters̕ticas de amortiguacin̤ de los composites en un intervalo de temperatura de 25ðC-165ðC a una frecuencia de 1 Hz, utilizando anl̀isis mecǹico dinm̀ico. Las capacidades relativas de amortiguacin̤ (tanδ) en los composites fueron mayores que la del metal sin reforzar. Asimismo, se descubri ̤que la capacidad de amortiguacin̤ de D1 y D2 dependa̕ de la temperatura.