Síntese e caracterização da liga U-6Nb

Abstract

Ligas entre urânio e nióbio são excelentes candidatas para combustíveis com alta densidade de elemento físsil. Entretanto, nem todos os mecanismos microestruturais são bem compreendidos nesse sistema. Este presente trabalho objetiva o estudo das rotas de síntese e das fases metaestáveis da liga contendo 6% em massa de nióbio. Esta proporção possui grande potencial de aplicação em virtude de suas características tecnologicamente interessantes, como uma boa conformabilidade, alta resistência à corrosão e a presença do efeito de memória de forma. A diferença do ponto de fusão dos metais envolvidos se apresenta como uma grande barreira para a homogeneização, muito embora exista uma faixa de temperatura em que a solubilidade entre eles seja completa. Outro empecilho que pode se tornar relevante é a presença de impurezas, principalmente de átomos leves como o carbono e o oxigênio, uma vez que tanto o urânio quanto o nióbio possuem alta afinidade por estes elementos. As rotas disponíveis para a fabricação resultaram em um nível baixo de homogeneidade, com a presença de múltiplas fases metálicas e algumas inclusões de natureza não metálica. As soluções criadas para o tratamento térmico foram efetivas em produzir estruturas metaestáveis, com mínima introdução de contaminantes. A liga final não se apresentou em um estado aceitável para utilização como combustível nuclear, sendo imperativo a introdução de etapas capazes de produzir o nível de homogeneidade necessário. Entretanto, foram desvendadas as nuances essenciais de fabricação na obtenção de um produto com potencial aplicação no setor nuclear.