SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS TERNÁRIAS NOS SISTEMAS Ti-Zr-Cr e Ti-Zr-Ni
A crescente demanda por energia tem aumentado a busca por desenvolvimento de baterias mais eficientes. As baterias recarregáveis a base de hidreto de metal-niquel (NiMH) tem sido uma das soluções para essas aplicações. Os materiais que possuem boa capacidade de armazenamento de hidrogênio possuem uma microestrutura constituída de fase Laves C14 e uma fase cúbica de corpo centrado. A fase Laves é uma família de compostos que possuem estequiometria AB2. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar ligas dos sistemas ternários Ti-Zr-Cr e Ti-Zr-Ni para investigar a formação e estabilidade das fases cristalinas. As amostras foram fundidas em um forno à arco. Em seguida, os lingotes foram quebrados em um pilão de aço. Os pedaços foram analisados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectrometria de energia dispersiva. As amostras de composições: Ti33Zr46Ni21 e Ti37Zr42Ni21 apresentaram um ganho de massa, possivelmente pela oxidação dos elementos Ti e Zr. As micrografias eletrônicas das amostras do sistema ternário Ti-Zr-Cr mostraram uma microestrutura não homogênea, possivelmente devido à solidificação rápida no processo de fusão a arco. A análise por espectrometria de energia dispersiva destas amostras mostrou a presença predominante de fase Laves C14 e a presença minoritária de outras fases. Nos difratogramas, observou-se predominantemente o aparecimento de picos da fase Laves. O deslocamento dos picos nos difratogramas mostrou que a fase Laves formada no sistema ternário Ti-Zr-Cr deve ser uma solução sólida de estequiometria (Ti,Zr)Cr2. No sistema ternário Ti-Zr-Ni, as micrografias eletrônicas mostraram microestruturas complexas. A análise de espectrometria de energia dispersiva mostrou que a região predominante com aspecto dendrítico é constituída pela solução sólida Ti-Zr. Os difratogramas mostraram a presença majoritária da fase Laves C14. No sistema Ti-Zr-Ni, a fase Laves é uma fase ternária de composição aproximada TiZrNi.
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS TERNÁRIAS NOS SISTEMAS Ti-Zr-Cr e Ti-Zr-Ni
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DOI: 10.22533/at.ed.331220711
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Palavras-chave: síntese de ligas, caracterização, sistema Ti-Zr-Cr, sistema Ti-Zr-Ni, fase Laves
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Keywords: alloys synthesis, characterization, Ti-Zr-Cr system, Ti-Zr-Ni system, Laves phase
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Abstract:
The increasing demand for energy has increased the search for development of more efficient batteries. Nickel-Metal Hydride (NiMH) rechargeable batteries have been one of the solutions for these applications. Materials that have good hydrogen storage capacity have a microstructure consisting of the Laves phase C14 and a body centered cubic phase. The Laves phase is a family of compounds that have AB2 stoichiometry. The objective of this work was to synthesize and characterize the Ti-Zr-Cr and Ti-Zr-Ni ternary alloys to investigate the formation and stability of the crystalline phases. The samples were melted in an arc-melting furnace. The ingots were then broken into a steel pylon. The pieces were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry. Samples of compositions: Ti33Zr46Ni21 and Ti37Zr42Ni21 presented a mass gain, possibly by oxidation of Ti and Zr elements. The electron micrographs of Ti-Zr-Cr alloys shown a non-homogeneous microstructure, possibly due to the rapid solidification in the arc-melting process. The analysis by energy dispersive spectrometry shown the majority presence of Laves phase C14 and the minority presence of other phases. In the diffractograms, the appearance of peaks of the Laves phase was predominantly observed. The displacement of the peaks in the diffractograms shown that the Laves phase formed in the Ti-Zr-Cr ternary system should be a solid solution of (Ti,Zr)Cr2 stoichiometry. In the Ti-Zr-Ni alloys, the electron micrographs shown complex microstructures. The energy dispersive spectrometry analysis shown that the major region with dendritic aspect consists of Ti-Zr solid solution. The diffractograms shown the majority presence of the Laves C14 phase. In the Ti-Zr-Ni system, the Laves phase is a ternary phase of approximate TiZrNi composition.
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Número de páginas: 61
- Fernando Froes
- Paulo Atsushi Suzuki
