Study of metallic-ceramic composite foams with application of the computer tomograph

Estudio de espumas compuestas metálicas-cerámicas con aplicación del tomógrafo computarizado

El trabajo presenta el estudio de las espumas compuestas metálicas-cerámicas (la matriz AlSi9, el refuerzo SiC) con aplicación del micro tomógrafo computarizado. En el trabajo también se describió la morfología de estos materiales, así como la generación de los modelos tridimensionales de las muestras enteras de espuma. Además, se realizó un análisis cuantitativo de imágenes y se determinó la porosidad de las muestras de prueba (con análisis 3D) y la distribución del tamaño de los poros en las espumas probadas con diferentes densidades (con análisis 2D).

INTRODUCCIÓN

La evaluación general de la calidad y estructura de las espumas compuestas metalocerámicas consiste en: evaluación del estado de la superficie bruta, la precisión de fabricación y recreación de dimensiones, detección y localización de los defectos internos y evaluación del estado de la estructura metalográfica. La aplicación de los métodos no destructivos para la evaluación entendida de esta manera es un problema técnico muy importante, sobre todo aplicado para el control de la estabilización del proceso de fabricación y la obtención de espumas metálicas de alta calidad. Uno de estos métodos es la tomografía computarizada. La tomografía es uno de los métodos no destructivos más avanzados que permite evaluar la estructura interna real de un material estudiado, por ejemplo, estructuras porosas, mediante el análisis de los efectos de la radiación X en planos 2D con posibilidad de unirlos en una imagen espacial 3D [1 - 3]. En este trabajo, el método de tomografía computarizada se utilizó para la descripción de las características de las espumas compuestas metálicas (de diferente densidad), fabricadas por un método de fundición.

MATERIAL DE ESTUDIO Y PARÁMETROS DEL EXAMEN TOMOGRÁFICO

En el trabajo presentado, se analizaron las imágenes de la estructura de las espumas compuestas metálicas con la matriz AlSi9 y el refuerzo en forma de partículas de SiC de diferente densidad y tamaño de poro. Las muestras de espuma seleccionadas representaban todos los grupos (de tipo C, B1 y A) de los materiales estudiados. Las espumas se fabricaron utilizando un método de fundición de inyección de gas en un compuesto líquido, según [1, 4 - 5], en la División de Ingeniería de Materiales Navales de la Universidad Marítima de Szczecin.

Se examinaron muestras de las espumas compuestas con el tomógrafo computerizado XRADIA XCT-400, en la Universidad Politécnica de Varsovia. El escaneado de las muestras se realizó utilizando un voltaje de lámpara de 50 kV y una intensidad de corriente de 200 μA. El tiempo de examen de una muestra fue de aproximadamente 1 hora. De cada medición se obtuvieron 900 proyecciones obtenidas. Cada proyección se creó para una posición angular determinada de una muestra en el intervalo de 0 a 180°. El tiempo de exposición de una sola proyección fue de 2 segundos. La figura 1 muestra una proyección de la muestra de referencia de la espuma compuesta.