Fuente: Sina Shahbazmohamadi y Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Escuela de Ingeniería, Universidad de Connecticut, Storrs, CT

Las aleaciones con un tamaño de grano inferior a 100 nm se conocen como aleaciones nanocristalinas. Debido a sus propiedades físicas y mecánicas mejoradas, existe una demanda cada vez mayor para emplearlos en diversas industrias como semiconductores, biosensores y aeroespacial.

Para mejorar el procesamiento y la aplicación de aleaciones nanocristalinas, es necesario desarrollar materiales gruesos 100% densos que requieren un efecto sinérgico de temperatura y presión elevadas. Al aumentar la temperatura y la presión aplicadas, los granos pequeños comienzan a crecer y pierden sus distinguidas propiedades. Por lo tanto, es tecnológicamente importante llegar a un compromiso entre la unión entre partículas con la porosidad mínima y la pérdida de tamaño de grano a nanoescala durante la consolidación a temperaturas elevadas.

En este estudio pretendemos eliminar el oxígeno de la solución sólida para mejorar la estabilidad del tamaño de los nanogranos a temperaturas elevadas. La aleación nanocristalina Fe-14Cr-4Hf se sintetizará en un entorno protegido para evitar la formación de partículas de óxido.

1. Presente los materiales a granel de bajo contenido de oxígeno de alta pureza (objetivos Fe, Cr y Hf) en la guantera utilizando una máquina de archivo mecánica recíproca con el fin de minimizar la contaminación por oxígeno en los polvos de partida.
2. Cargue la mezcla de polvo para una aleación específica (Fe14Cr4Hf wt.% en este estudio) en un vial de acero inoxidable junto con bolas de fresado de acero inoxidable 440C (Fig. 1). Los diámetros de las bolas de fresado son de 6,4 y 7,9 mm y la relación bola polvo-pes

3 muestra los datos XRD para OF-Fe14Cr4Hf recocidos durante una hora a 900 oC. Hay afilado de los picos junto con ligeros cambios de pico. Se debe a la relajación de la cepa de celosía a medida que aumenta la temperatura de recocido. Cuando la temperatura de recocido aumenta, se revelan varios picos pequeños entre los cuatro picos principales de la CCB. Esto indicaría la formación de fases secundarias.
4a-c muestra imágenes TEM y patrón de difracción para OF-Fe14Cr4Hf recocido...

El experimento demuestra cómo la estabilidad del tamaño de nanograno de los materiales nanocristalinos nominalmente libres de oxígeno puede mejorar en comparación con las aleaciones con una cantidad significativa de oxígeno. En este estudio los polvos OF sintetizados en una atmósfera protegida para minimizar la interacción entre el oxígeno y la solución sólida conduce a aumentar la segregación de los elementos de aleación a los límites del grano y mejorar la estabilidad del tamaño del grano termodinámico. ...