Estructura de espumas de aleación de cobre fabricadas con polvos nanométricos

M.T. MALACHEVSKY; G. PODETTI; E. OLIBER; E. ZELAYA

Bariloche

Workshop; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados ? NANO 2017; 2017

Las esponjas metálicas ofrecen características únicas combinando morfología y prestaciones. Son conductores térmicos y eléctricos y mantienen sus propiedades mecánicas a temperaturas más elevadas que los polímeros. A diferencia de las esponjas cerámicas tienen la habilidad de deformarse plásticamente absorbiendo energía. Además la porosidad abierta hace que sean permeables, siendo buenos candidatos para aplicaciones en flujo y de intercambio superficial. Por esto es necesario contar con una caracterización completa de la estructura y morfología de poros. Una visualización en 3D mediante tomografía de rayos x permite un análisis eficiente de parámetros cualitativos y cuantitativos de materiales porosos. Mediante procesamiento de las imágenes podemos determinar tamaño de poro, conectividad y topología. Se fabricaron espumas de aleación de cobre (Cu-13Al-4Ni) a partir de polvos nanométricos prealeados por molienda mecánica y utilizando bicarbonato de amonio como formador de poros. Se mezcló cobre, aluminio y níquel en polvo con tamaño de partícula < 40 µm mediante molienda de alta energía en un molino Fristsch Pulverisette, a 700 rpm en atmósfera de argón y con el agregado de 2% de ácido esteárico. Durante la molienda se controló la presión y temperatura dentro del recipiente. Para mantener la temperatura por debajo de los 50 °C se introdujeron períodos de descanso hasta lograr un tiempo total de molienda de 3 horas. Mediante difracción de rayos x se corroboró el aleado mecánco de los polvos obtenidos, en tiempos significativamente menores que los reportados en la literatura [1]. Mediante tomografía de rayos X y análisis de las imágenes se realizó una caracterización completa de la porosidad de las espumas obtenidas. En la figura 1 se muestra una imagen de reconstrucción volumétrica (a) y de la distribución de poros en el material (b). También se observan grietas repartidas en el material debidas a la interconección entre las celdas (detalle en figura 1-c). Se presenta una evaluación de la conectividad entre los poros mediante técnicas tomográficas.