Sputtering on the production of tungsten carbide based composites - Fernandes, Cristina Maria da Silva (2011)
O principal objectivo deste trabalho é estudar a viabilidade do revestimento de partículas de carboneto de tungsténio (WC), como etapa alternativa à mistura convencional de componentes. Para tal, revestiram-se pós de WC com aço inoxidável 304 (AISI), por uma técnica de deposição física em fase de vapor, denominada pulverização catódica. O outro objectivo deste trabalho incide na investigação das potencialidades das ligas de Fe/Cr/Ni como ligantes nos compósitos à base de WC. Para estudar a viabilidade da técnica de deposição como alternativa à mistura de componentes, depositaram-se quantidades variáveis de aço inoxidável (entre 1 e 10%) nas partículas de pó de WC. Alternativamente, e para efeitos de comparação, prepararam-se composições similares por mistura convencional. Os resultados da caracterização de pós revestidos foram motivadores, uma vez que indicaram que as partículas de WC possuíam revestimentos nanocristalinos bastante uniformes e que todos os elementos constituintes do aço foram depositados nas proporções existentes no alvo. Estes pós apresentam ainda boa escoabilidade e prensabilidade, uma resistência à oxidação acrescida e elevada estabilidade em soluções aquosas a pH ácido e neutro. A investigação do aço inoxidável como ligante de sinterização mostrou que os elementos constituintes do aço são eficazes na promoção da densificação dos compactos à base de WC. Os pós revestidos apresentaram uma sinterabilidade e reactividade superiores às das misturas convencionais. Atingiram-se valores superiores de densificação nos pós revestidos, sobretudo com as perdas de peso controladas através do ciclo térmico ou atmosfera de sinterização. A cinética de formação de fases, designadamente de M6C, é mais rápida nestes pós, mas a quantidade formada pode ser reduzida ou mesmo eliminada, aumentando o teor de níquel no ligante e com pequenas adições de carbono. Os resultados da caracterização mecânica de compósitos preparados com os pós revestidos evidenciaram um bom compromisso entre a tenacidade e dureza, superior ao observado em amostras preparadas convencionalmente. Por outro lado, os ligantes à base de aço inoxidável mostraram uma relação de tenacidade versus dureza superior à existente em dados publicados para compósitos de Co. A presença de M6C aumentou a dureza dos compósitos, sem degradar a sua tenacidade, enquanto que o aumento do teor de níquel reduziu substancialmente a dureza do material.