Análise da Liga Bimetálica Kovar

MTR0305 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS[pic 1]

Professor: Antonio Eduardo Martinelli

2018.1 AV1

Discente (Nome/Matrícula):​Francisco Nonato de Paiva Júnior, 20170155111

Tema da questão 5: ​Análise da liga bimetálica Kovar.

1. Introdução

Liga bimetálica é uma estrutura em que duas lâminas de materiais diferentes são unidas rigidamente e são utilizadas como chaveamento elétrico, pois, quando atravessadas por uma corrente elétrica, têm sua temperatura aumentada, sofrendo uma dilatação. Como são constituídas de materiais diferentes, dilatam diferentemente, forçando uma curva na direção daquela que tem menor coeficiente de dilatação, desligando assim o chaveamento, interrompendo a passagem da corrente elétrica.

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Figura1: Esquema liga bimetálica

Kovar é uma liga de níquel-cobalto ferrosa, idêntica a FerNiCo I, projetada para ter substancialmente as mesmas características de expansão térmica que o vidro borossilicato (~ 5 × 10-6 / K entre 30 e 200 ° C, a ~ 10 × 10−6 / K a 800 ° C), a fim de permitir uma articulação mecânica estreita entre os dois materiais ao longo de um intervalo de temperaturas.

1. Descrição do material

A liga Kovar tem sido usada para fazer vedações herméticas com os vidros Pyrex mais duros e materiais cerâmicos. Esta liga encontrou ampla aplicação em tubos de potência, tubos de micro-ondas, transistores e diodos.

Super ligas são construídas para funcionar bem em aplicações de alta temperatura. Alguns dos componentes que usam super ligas incluem motores de turbina a gás, motores de foguete, reatores nucleares, submarinos e equipamentos petrolíferos.

Superliga KOVAR é uma liga à base de ferro com níquel e cobalto. A composição química é bem controlada de modo a proporcionar uma propriedade de expansão térmica baixa e uniforme para esta liga.

A composição química do KOVAR é descrita na tabela abaixo:

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Tabela 1: Composição química da liga KOVAR

​2.1 Fabricação e tratamento térmico

Superliga KOVAR pode ser usinado facilmente usando os métodos convencionais. A boa ductilidade torna o KOVAR prontamente moldável. A ​soldagem de superliga KOVAR pode ser realizada usando todos os métodos tradicionais de soldagem.

O recozimento pode ser realizado a 788 ° C (2000 ° F) seguido de resfriamento a ar. Caso o recozimento seja realizado após o trabalho a frio, as características de expansão térmica do produto final podem ser afetadas. Para restaurar a condição original, o material deve ser recozido em atmosfera de hidrogênio a 899 ° C (1650 ° F) por 1 h. Em seguida, a temperatura deve ser elevada para 1099 ° C (2010 ° F) e mantida por 15 minutos, seguida de resfriamento à temperatura ambiente por menos de 1 h.

O KOVAR pode ser facilmente trabalhado a frio usando processos convencionais, pois a liga é

dúctil.

As propriedades de expansão da KOVAR são úteis em vidros Pyrex, bem como em cerâmicas de alumina, tornando esta superliga uma das populares ligas de expansão controlada que podem ser adaptadas para aplicações de vedação hermética.

Superliga KOVAR também é aplicado no seguinte:

• Vedação de vidro de componentes metálicos ou fios condutores, em dispositivos de vidro duro ou cerâmica;
• Em aplicações onde a baixa expansão com mudança de temperatura é uma característica essencial, e. embalagem de circuitos integrados;

• Instrumentos científicos;

• Tubos de micro-ondas;

• Pacotes híbridos;

• Tubos de potência;

• Transistores;

• Diodos.

Materiais equivalentes a superliga KOVAR estão listados abaixo:

• AMS 7726

• AMS 7727

• AMS 7728

• ASTM F15

• MIL I-23011 Class 1

1. Propriedades do material

As propriedades físicas da superliga KOVAR estão mostradas abaixo: