Estudio del efecto del tamaño de grano sobre la dureza del cuasicristal i-Al64Cu23Fe13

Abstract

Los cuasicristales son materiales con propiedades interesantes y anómalas, como baja conductividad térmica, alta resistividad eléctrica, bajo coeficiente de fricción, buena resistencia a la corrosión y baja densidad. Estas propiedades se atribuyen a su estructura aperiódica sin simetría de traslación. En esta tesis se estudia la influencia del proceso de nanoestructuración sobre la dureza del cuasicristal i-Al64Cu23Fe13. La aleación se sintetizó mediante horno de arco y el proceso de nanoestructuración se llevó a cabo mediante molienda mecánica de alta energía (razón de carga de 7:1). Las probetas de nanocuasicristal se prensaron por extrusión en frío a 25 MPa y se sinterizaron a 500° C. La caracterización estructural, morfológica, elemental y mecánica se llevó a cabo por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), fluorescencia de rayos X (FRX) y ensayos de dureza Vickers (HV), respectivamente. EL resultado más relevante de este trabajo es que la fase cuasicristalina redujo su tamaño de grano de 270 nm a 13 nm después de 5 horas de molienda. Además, mediante el proceso de sinterizado se modificó el tamaño de grano del cuasicristal, formándose a la vez una fase cúbica β tipo CsCl por activación térmica. La dureza aumentó de acuerdo con la relación HallPetch hasta 2.57 GPa a un tamaño de grano crítico de ~41 nm. Por debajo de este tamaño, el material se comporta según un modelo de ablandamiento por frontera twin que reduce su dureza.