Efecto de la distribución de tamaño de partícula de AlN empleado como refuerzo durante la fabricación de materiales compuestos de Mg-AZ91E por infiltración sin presión externa

El presente trabajo se enfoca en la síntesis y caracterización de un material compuesto de matriz de magnesio AZ91E con alto contenido de partículas de refuerzo (~50% vol.) de nitruro de aluminio (AlN). La fabricación se realizó por el método de infiltración sin usar presión externa, partiendo de preformas de AlN en verde, es decir sin pre-sinterizar. Las preformas con porosidades de ~50% vol., fueron producidas empleando polvo de AlN de tres distribuciones de tamaño de partícula (A:fina, B:media y C:gruesa) distintas, e infiltradas con la aleación de magnesio AZ91E líquida a 850ºC durante 12 minutos en una atmósfera de argón. Técnicas de microscopía electrónica de barrido (MEB), así como difracción de rayos X (DR-X) fueron empleadas para caracterizar los compuestos AZ91E/AlN producidos, evaluando la distribución del refuerzo, porosidad y productos de reacción. AlN, Mg y Mg17Al12 fueron dtectados por XRD. Los resultados obtenidos por MEB muestran una distribución homogénea del refuerzo, libres de productos de reacción, entre la matriz y el refuerzo, para los tres casos analizados. Resultados de la caracterización mecánica indican valores promedio del módulo de elasticidad alrededor de 123 GPa. El coeficiente de expansión térmica lineal oscila en ≈9.61x10-6°C-1 y 8.96x10-6°C-1 en el rango de temperatura entre 25 y 300°C. La conductividad térmica se incrementa de 47 W/mK para el compuesto fabricado con partículas C:gruesas, a 53 W/mK para la partículas de tamaño B:medio y a 81 W/mK con tamaño de partícula A:fina, medidos a temperatura ambiente, 25°C, sin embargo la conductividad disminuye para los tres compuestos cuando se incrementa la temperatura de medición.