Caracterização microestrutural, propriedades mecânicas e elétricas do compósito cobre/grafeno obtido por laminação acumulada
Tipo
Tese
Data de publicação
2024-02-06
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Cruz, Ricardo Aparecido da
Orientador
Couto, Antonio Augusto
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Vatavuk, Jan
Mei, Paulo Roberto
Mendes Filho, Anibal de Andrade
Santos, Givanildo Alves dos
Mei, Paulo Roberto
Mendes Filho, Anibal de Andrade
Santos, Givanildo Alves dos
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
O cobre e suas ligas são materiais estruturais utilizados nas indústrias e aplicações de engenharia devido à sua excelente condutividade térmica e elétrica e estabilidade química. A integração do grafeno, conhecido por sua excepcional condutividade elétrica, na matriz de cobre é uma estratégia promissora para melhorar as propriedades mecânicas sem sacrificar a condutividade elétrica. O processo Accumulative Roll Bonding (ARB) pode introduzir grafeno de forma eficaz e homogênea na matriz metálica e é adaptável à escala industrial. Este estudo investiga o impacto de diferentes concentrações de grafeno e dois protocolos de tratamento térmico (sem atmosfera controlada) nas propriedades mecânicas e elétricas de compósitos de cobre/grafeno submetidos a ARB. A microscopia óptica revelou mínimos vazios e poucos aglomerados de grafeno, e a análise de espectroscopia de energia dispersiva revelou ausência de óxido de cobre em algumas amostras. O teste de condutividade mostrou pouca influência do teor de grafeno e da temperatura do tratamento térmico de alívio de tensões na condutividade elétrica (~86% do Padrão Internacional de Cobre Recozido) dentro de um número limitado de ciclos de ARB. Os testes de tração não revelaram uma influência significativa do teor de grafeno e da temperatura do tratamento térmico de alívio de tensões na resistência mecânica e no alongamento (~2%). Um modelo matemático para o cálculo da tensão de fluxo em função da deformação verdadeira em uma laminação plana foi deduzido e utilizado para a estimativa da tensão limite de escoamento alcançada por ARB no cobre puro (99,9%p).
Descrição
Palavras-chave
cobre , compósito , grafeno , condutividade elétrica , propriedades mecânicas , recozimento , tratamento térmico , laminação acumulativa