Estudio de aleaciones

1. CD - RESUMENES DE LAS JORNADAS DE INVESTIGACION DE LA FACULTAD DE INGENIERIA JIFI 2004 ®
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ESTUDIO DE ALEACIONES (Fe-Co)-Ag OBTENIDAS MEDIANTE EL PROCESO DE
ALEACIÓN MECÁNICA
Daniel Ibarra1
, Rafael Villalba2
, Javier Ochoa2
, Sonia Camero1
y Gema González2
1.
Universidad Central de Venezuela, Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los
Materiales, Caracas-Venezuela. dan_ibarra21@yahoo.com
2.
Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, Laboratorio de Ciencia e Ingeniería de
Materiales, Centro Tecnológico. Altos de Pipe-Venezuela.
El proceso de aleación mecánica consiste en someter mezclas de polvos elementales o pre-
aleados a altas fuerzas de impacto compresivas en molinos de bolas de alta energía, la cual es
generada al impactar las bolas contra las paredes del vial. Mediante este proceso es posible reducir
considerablemente el tamaño de partícula de los polvos, pudiendo obtenerse con facilidad partículas
nanométricas con una alta densidad de defectos. (1, 2)
Con esta investigación, se estudió la formación de las aleaciones (Fex-Co100-x)100-yAgy, siendo x
= 30 y 70% at, y = 5; 7,5 y 10% at, obtenidas mediante el proceso de aleación mecánica y sometidas a
un tratamiento térmico de sinterización. Además se determinó el tamaño promedio de partícula, su
morfología y los principales microconstituyentes que conforman cada una de las aleaciones. Para tal
fin se emplearon las siguientes técnicas de caracterización: Difracción de Rayos X (DRX) y
Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con microanálisis químico por Espectroscopia de rayos x
por dispersión en la energía (EDS). Asimismo, se determinó la resistividad eléctrica de cada una de
las aleaciones obtenidas. La figura 1 muestra las curvas de resistividad eléctrica en función de la
composición de Ag de las diferentes aleaciones.
El desarrollo experimental consistió, primeramente en la mezcla de polvos elementales de Fe y
Co, con tamaños iniciales de partícula de 37 µm y 2,2 µm respectivamente, en las proporciones
seleccionadas de acuerdo a la composición química deseada, por medio de una túrbula durante 1h y
molidos por un tiempo de 50 h en un molino Spex 8000 con una relación carga-polvo de 8:1. Una
segunda etapa consistió en la adición de Ag, con tamaño inicial de partícula entre 0,7 a 1,3 µm, a estos
polvos de FeCo en diferentes proporciones (5; 7,5 y 10% at) para ser mezclados durante 1h y molidos
por un tiempo de 25 h con una relación carga-polvo de 7:1. Los polvos fueron compactados a una
presión de 7000 kg/cm2
y sinterizados a 800ºC durante 15 min en atmósfera controlada de nitrógeno.
Tanto los polvos aleados como las muestras sinterizadas fueron caracterizados por DRX y MEB.
Se observó la formación del compuesto intermetálico FeCo de tamaño nanométrico después de
50 h de molienda. Con la adición de Ag, se logró obtener una mezcla de fases FeCo y Ag, y además se
formó una pequeña zona de solución sólida en la interfaz FeCo y Ag de las nanofases.
El proceso de sinterización resultó en una buena consolidación y crecimiento de grano, sin
grandes diferencias entre las distintas composiciones químicas estudiadas. En las figuras 2 y 3 se
muestran imágenes de electrones retrodispersados por MEB con su correspondiente análisis elemental
(EDS) para las aleaciones sinterizadas Fe70Co30-Ag5 y Fe70Co30-Ag10.
Referencias
(1) G. González, A. Sagarzazu, L.D`Angelo, R. Villalba, J. Ochoa y L.D`Onofrio, Revista
Latinoamericana de Metalurgia y Materiales. 19: 17-24 (1999).
(2) ASM Handbook. 7: 56-70 (1986).

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(Fe-Co) Ag x% (800°C)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
4 5 6 7 8 9 10 11
Composición %
Resistividad
Eléctrica
(µΩ.cm)
FeCo Ag
(Fe70Co30) Agx%
(Fe30Co70) Agx%
Fig. 1. Curvas de resistividad
eléctrica versus
composición química.
Fig. 2. Fotomicrografía mostrando imagen de electrones retrodispersados por MEB de una
muestra sinterizada de aleación Fe70Co30-Ag5 con microanálisis químico por EDS de la
zona gris clara. Las zonas más oscuras representan poros, formados durante la
sinterización.
Fig. 3. Fotomicrografía mostrando imagen de electrones retrodispersados por MEB de una
muestra sinterizada de aleación Fe70Co30-Ag10, con microanálisis químico por EDS en
la zona gris clara correspondiente a FexCoy y las zonas brillantes a partículas de Ag.
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