Reacciones en estado sólido para el sistema Al-MoO3 en la fabricación de materiales compuestos Al2O3-aluminuros de Mo

Resumen

Los materiales compuestos de matriz cerámica (CMC's) de A1203 reforzados con partículas metálicas tienen propiedades mecánicas muy atractivas. Un área de investigación emergente es la fabricación de compuestos 3A (Alumina-Aluminide-Alloys), mediante la formación in situ de A1203 reforzada con metal elemental y/o aluminuros del metal, partiendo de polvos de aluminio y de óxidos metálicos. En este trabajo se estudian las reacciones en estado sólido para el sistema AL-Mo03. Las reacciones de aluminotermia se estudian en vacío para el rango de temperaturas entre 25 °C y 750 °C y su evolución microestructural hasta 1.200 °C. Mediante análisis calorimétrico (DTA-TG y DSC) se determinó que para una velocidad de calentamiento de 1 °C/min en el rango crítico de temperaturas (500-600 °C) se logra el control de las reacciones de aluminotermia. Análisis por DRX y MEB indican que la microestructura del material compuesto sintetizado presenta una matriz de A1203 y una fase dispersa compuesta de aluminuros de Mo y molibdeno metálico. La composición de la mezcla precursora influye en la naturaleza de la fase dispersa del compuesto (aluminuros de molibdeno y/o Mo metálico), en las cantidades relativas de A1203/segunda fase y en la dureza del material sintetizado a 1.450 °C = Ceramic matrix composites reinforced with metallic particles exhibit good mechanical properties. One research line has involved the fabrication of 3A (alumina-aluminide alloys) composites via in situ consolidation of aluminum reactive powders mixed with a metallic oxide. In this paper the solid state reactions for the Al-M003 System and the effect of the precursor compositions for obtaining A1203 composites and intermetallic aluminides are studied. The reactions in vacuum for the 25 °C to 750 °C temperature range, and the microstructural evolution up to 1200 °C were studied. DTA-TG and DSC were used to determine that a heating rate of 1 °C/min at the critical range of 500-600 °C, resulted in controlled aluminothermic reactions. XRD and SEM showed that in the sintered composites a microstructure composed of an A1203 matrix and a Mo aluminide /metallic Mo dispersed phase was present. The precursor composition affects the dispersed phase in the composite (Mo aluminides and/or metallic Mo), the relative A1203 /second phase quantities, and the hardness of the composite sintered at 1450 °C