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Observaciones microestructurales en el composite Al-SiC-15p obtenido por el procedimiento de compocolado

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Author(s): Manzano-Ramírez, A. | Ruiz, F. | Magallanes-Castañeda, A.

Journal: Revista de Metalurgia
ISSN 0034-8570

Volume: 32;
Issue: 6;
Start page: 359;
Date: 1996;
Original page

Keywords: Compocasting | Mechanical entrapment | Atomic force microscope | Solid fraction | Shear rate | Compocolado (Compocasting) | Atrapamiento mecánico | Microscopio de fuerza atómica | Fracción de sólido | Velocidad de corte

ABSTRACT
In order to study how the processing variables of the compocasting process, such as shear rate and solid fraction, influence the mechanical entrapment of SiCp in the aluminium matrix of the Al-SiC-xxp composite. In the present work, shear rate and solid fraction were varied (γ = 27, 120 and 219 s-1 and fs = 0.3, 0.4 and 0.5, respectively). In addition, the atomic force microscope (AFM) was used to investigate the surface topography of the composite, with the purpose of determine, qualitatively, the degree of interfacial bonding between aluminium matrix and reinforcement elements. By using the Chemical facilities of SEM it was attempted to determine the composition of the second phase responsible of bonding between matrix and particulate. The results obtained in the AFM confirmed that the mechanical entrapment of the particles by the solid is more efficient at high solid fractions (fs > 0.4) and high shear rates (γ > 120 s-1). In contrast, at low fs (< 0.3) and low γ (< 27 s-1) such effect is poor. In addition, qualitative evidence, recorded by optical micrographs, illustrate the mechanism of dendritic fragmentation and change (from dendritic to globular) of the primary-solid phase in the compocasting process. SEM results suggested that bonding could be established through the silicon phase nevertheless it is considered that more accurate analysis is needed.El propósito del presente trabajo es estudiar el efecto de las variables del procedimiento de compocolado (compocasting), velocidad de agitación y fracción de sólido, sobre el atrapamiento mecánico o incorporación de partículas de SiC a la matriz de aluminio del composite Al-SiC-15p. Para ello, se variaron la velocidad de corte, γ, y la fracción de sólido fs, (γ= 27, 120 y 213 s-1 y fs = 0,3, 0,4 y 0,5, respectivamente). Se utilizó el microscopio de fuerza atómica (AFM) para observar la topografía del composite y de ello poder inferir, al menos cualitativamente, el grado de integración de las partículas de refuerzo en la matriz. Además, se emplearon las posibilidades de análisis del microscopio electrónico de barrido (SEM) para tratar de determinar la composición de la fase responsable de la adherencia matriz-partícula de refuerzo. Los resultados obtenidos en el AFM confirmaron que el atrapamiento de las partículas de refuerzo, cuando estas tienen morfología esferoidal, es más eficiente a altas fracciones de sólido (fs > 0,4) y elevadas velocidades de corte (γ > 120 s-1), mientras que a bajas fracciones de sólido (fs < 0,3) y bajas velocidades de corte (γ < 27 s-1) el atrapamiento es menos efectivo. Por otro lado, se presenta una evidencia cualitativa que ilustra el mecanismo de fragmentación dendrítica, consecuencia de la evolución de la estructura del sólido primario de dendrítica a globular. Finalmente, los resultados obtenidos con el SEM sugieren que la adherencia podría establecerse a través de la fase rica en silicio; sin embargo, debido al tamaño del haz de electrones, se considera que esta técnica de análisis no es la más adecuada.

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