Caracterización mediante rayos-x de fases intermetálicas en uniones multicapas Al-Ni

A. URRUTIA; S. TUMMINELLO; D. G. LAMAS; S. SOMMADOSSI

Iguazú

Congreso; SAM2013/CONAMET - Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales. 20-23.08.2013, Iguazú, ARGENTINA; 2013

Universidad de Misiones

Caracterización mediante rayos-X de fases intermetálicas en uniones multicapas Al-Ni Tópico sugerido: Tratamientos Térmicos y Transformaciones de Fase A. Urrutia (1), S. Tumminello (1,2), D. G. Lamas(1,3), S. Sommadossi(1,2)* (1) Lab. de Caracterización de Materiales, Fac. de Ingeniería, Univ. Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. (2) Materiales, IDEPA, CCT-Comahue-CONICET, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. (3) CCT-Comahue-CONICET, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. * silvana.sommadossi@fain.uncoma.edu.ar Palabras claves: Fases intermetálicas, difracción de rayos X, pares de difusión-reacción, Al-Ni Las atractivas propiedades de las fases intermetálicas del sistema Al-Ni y la diversidad de aplicaciones tecnológicas que éstas abarcan sugieren la necesidad de una mayor comprensión del comportamiento de este sistema. En particular desde el punto de vista cinético se ha observado el desarrollo de fases intermetálicas en forma de multicapas en la interfaz Al/Ni generada mediante pares de difusión-reacción. El presente trabajo complementa la caracterización morfológica (SEM), química (EDS) y de microdureza (HV) de dichas fases, mediante estudios preliminares con difracción de rayos-X convencional (XRD) en pares de difusión-reacción Al/Ni entre 800 y 1170°C. Las capas de intermetálicos (Ci) se analizaron en estado masivo y en forma de polvo con el objeto de poder correlacionar dicha información con las propiedades tecnológicas de interés. Se determinaron orientaciones preferenciales durante el crecimiento de las capas, en contraste con los análisis en forma de polvos. Se ha encontrado correspondencia con las fases intermetálicas predichas por el diagrama de fases para 3 de las 5 capas que se desarrollan en los pares de difusión-reacción: C1: Al3Ni (Pnma), C2: Al3Ni2 (P3m1), C3: AlNi (Pm3m) compatible con Al1,1Ni0,9. De acuerdo con los análisis de XRD, la C4 no presenta la fase AlNi esperada según el diagrama de fases y los patrones cristalográficos aceptados en la literatura y por ello aún no pudo ser identificada. Se puede atribuir a C4 a la fase NiAl(rica en Ni) de acuerdo con el conocido comportamiento termodinámico de NiAl, el cual muestra una aparente dualidad de fases. Sin embargo, desde el punto de vista tecnológico esta dualidad se presenta con una interfaz/discontinuidad bien definida que ofrece características diferentes (ej. dureza, tamaño de grano). Además se determinó la presencia de transformaciones martensíticas con morfología de capa adyacente a la interfaz C4/C5(Ni3Al) la cual puede ser controlada mediante tratamientos térmicos. Tipo de presentación preferida (marcar con X): -Póster X -Oral Characterization by XRD of intermetallics formed in multilayers Ni/Al bonds Suggested Topic: Thermal treatment and Phase trnsformations A. Urrutia (1), S. Tumminello (1,2), D. G. Lamas(1,3), S. Sommadossi(1,2)* (1) Lab. de Caracterización de Materiales, Fac. de Ingeniería, Univ. Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. (2) Materiales, IDEPA, CCT-Comahue-CONICET, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. (3) CCT-Comahue-CONICET, Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. * silvana.sommadossi@fain.uncoma.edu.ar Keywords: Intermetallic phases, XRD, diffusion-reaction couples, Al-Ni Al-Ni system intermetallic phases are well known because of their attractive properties and the wide range of technological applications they satisfy; therefore a thorough comprehension of the system behavior is suggested. In particular, kinetic studies indicate the simultaneous development of intermetallic phases as a multilayer (Ci) bond generated by diffusion-reaction couples. The present work contributes to the morphological (SEM), chemical (EDS) and microhardness (HV) characterization of the intermetallic layers by means of preliminary conventional X-ray diffraction (XRD) analyses of Ni/Al diffusion-reaction couples between 800 and 1170°C. The intermetallic layers (Ci) were analyzed in bulk and powder form in order to establish correlation with important technological features. It has been found correspondence for 3 of 5 layers developed in the diffusion reaction couples with the predicted phases in the equilibrium phase diagram: C1: Al3Ni (Pnma), C2: Al3Ni2 (P3m1), C3: AlNi (Pm3m) compatible con Al1,1Ni0,9. According to the XRD analyses, the C4 do not present the NiAl, expected by the equilibrium phase diagram and the crystallographic pattern accepted in literature and therefore it was not identified yet. The C4 could be associated with the NiAl(Ni-rich) phase according to the well known thermodynamic behavior of NiAl, which shows an apparent phase duality. However from the technological point of view this phase duality for the single phase NiAl involves a well defined interface/discontinuity offering different characteristics (e.g. hardness, grain size). In addition, a martensitic transformation with layer morphology was found close to C4/C5(Ni3Al) interface, which can be controlled by thermal treatment. Preferred Type of presentation: -Póster X -Oral