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Hacia una mejor comprensión de la interacción del vidrio metálico FeCrNbB con el aluminio: crecimiento de intermetálicos y formación de porosidad de Kirkendall durante la sinterización

Autores: Dudina, Dina V.; Kvashnin, Vyacheslav I.; Matvienko, Alexander A.; Sidelnikov, Anatoly A.; Gavrilov, Alexander I.; Ukhina, Arina V.; Jorge, Alberto Moreira; Georgarakis, Konstantinos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Hacia una mejor comprensión de la interacción del vidrio metálico FeCrNbB con el aluminio: crecimiento de intermetálicos y formación de porosidad de Kirkendall durante la sinterización


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Química

Palabras clave

Vidrio metálico
Compuestos
Sinterización por plasma de chispa
FeCrNbB
Aluminio
Capa intermetálica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los compuestos de matriz metálica reforzados con vidrio metálico son una nueva clase de materiales compuestos, en los que las partículas de aleaciones con una estructura amorfa desempeñan el papel de refuerzo. Durante la fabricación de estos compuestos, un metal cristalino está en contacto con una aleación multicomponente de estructura amorfa. En el presente trabajo, se estudiaron las características morfológicas de los productos de reacción formados tras la interacción de partículas de vidrio metálico FeCrNbB con aluminio. Los compuestos se procesaron mediante sinterización por plasma de chispa (SPS), prensado en caliente o una combinación de SPS y recocido en horno. Se examinaron los productos de la interacción del vidrio metálico FeCrNbB con Al en compuestos con diferentes concentraciones de vidrio metálico y diferentes grados de transformación. Se observaron los productos de la interacción del vidrio metálico FeCrNbB con Al como capas densas que cubren los núcleos de aleación residual, agujas de FeAl que sobresalen de las conchas densas, así como agujas y plaquetas de FeAl distribuidas en la matriz de Al residual. Se discute el posible papel de la fase líquida en la formación de la estructura de los productos de reacción. La formación de partículas en forma de aguja y plaqueta presumiblemente ocurrió a través de la cristalización del fundido basado en Al-Fe, que se formó localmente debido a la ocurrencia de reacciones exotérmicas entre el aluminio y el hierro. Al mismo tiempo, los átomos de aluminio se difundieron en las partículas sólidas de aleación basada en Fe, formando una capa intermetálica, que podría crecer hasta que la aleación se transformara completamente. Cuando el aluminio se fundió en todo el volumen del compuesto durante el calentamiento de la muestra por encima de 660 grados C, se desarrolló una microestructura similar. En ambos sistemas Al-FeCrNbB y Al-Fe, tras la transformación reactiva, se formaron poros persistentemente en los lugares ocupados por el aluminio debido a la ocurrencia del efecto Kirkendall.

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