Orientador: Ronaldo Aloise Pilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:53:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MariadaConceicaoFerreirade_D.pdf: 4231807 bytes, checksum: 3be4fe5d6f3758cac66a4516b16e71e1 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituição de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T20:41:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_JoaoJoseIfarraguirrede_M.pdf: 6966915 bytes, checksum: 6a6ed6b801e5d2e44c4e448a4c71a74e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O crescente uso das ligas alumínio-silício fundido na indústria automotiva deve-se principalmente a redução de peso, consumo de combustível e níveis de emissões. Isto inclui a liga de alumínio-silício EN AlSi7Mg0,6, equivalente a liga ASTM A357.0, que é empregada em cabeçotes de motores Diesel. É importante conhecer o impacto na integridade e confiabilidade deste componente na presença de defeitos intrínsecos dos processos de fundição convencional como a de molde permanente. Tais defeitos, como porosidades e filmes de óxidos, quando localizados na superfície, ou próxima a esta, são nucleadores de trincas de fadiga. Neste estudo é analisado o impacto na resistência à fadiga e nos micromecanismos de fratura pelo ensaio de corpos-de-prova fresados com dimensões de 7x14x60mm, retirados do cabeçote da linha de produção e submetidos a ensaio de flexão em três pontos. As superfícies de fratura dos espécimes foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura (MEV) a fim de caracterizar os micromecanismos de fratura e o local de iniciação da trinca de fadiga. A resistência à fadiga média, para 1 milhão de ciclos, foi determinada como sendo ao redor de 140MPa. Foi observado na superfície de fratura dos espécimes testados, um claro contraste entre o micromecanismo da zona de fadiga (estrias) e zona final de fratura (alvéolos), sendo que o fator predominante para nuclear trincas de fadiga foram poros próximos da superfície. / Abstract: The increase usage of casting aluminum-silicon alloys in the automotive industry is due to reduce weight, fuel consumption, and emissions level. This includes the aluminum-silicon cast alloy EN AlSiMg0.6 (ASTM A357.0) which is used to make Diesel engine cylinder head. It is important to know the impact on the integrity and reliability of this component in the presence of intrinsical defects of conventional casting parts produced on permanent mold process. Such defects, as porosity and oxide film, when locate on the surface or subsurface of casting parts, could be a fatigue crack initiators. In this paper is analyzed the impact on the fatigue strength and micromechanisms of fracture, by using 7x14x60mm specimens machined from cylinder head drew from production assembly line, and submitted to three point bending tests. Fracture surface of the specimens were observed by SEM to characterize the micromechanisms and the initiation fracture local. The average fatigue strength, based on 1 million of cycles, is about 140MPa. It was observed on the fracture surface of fatigue test specimens, a clear contrast between the micromechanisms of fatigue zone (striations) and the final fracture zone (dimples) and fatigue crack initiation occurs at the porosities near the surface. / Mestrado / Materiais / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Mauricio Prates de Campos Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T09:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coppini_NivaldoLemos_D.pdf: 5968653 bytes, checksum: fd0cb6c32b088f148ba3820a14e74c1e (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: O presente trabalho visa o desenvolvimento de um processo de refino de grão em estruturas de Alumínio Comercial via molde, isto é, pela introdução adequada de um aditivo volátil(Hexacloroetano) ao recobrimento de moldes e lingoteiras. Para atendimento deste objetivo geral, realizou-se uma revisão crítica da literatura, a qual revelou a originalidade do processo e permitiu, em sua essência, criar o embasamento teórico necessá rio para entender os diferentes conceitos envolvidos durante o trabalho experimental. Para viabilizar o processo, diferentes recobrimentos foram testados com e sem adições de Hexacloroetano, o que permitiu selecionar o melhor como sendo o DYCOTE 39 (a base de Alumina). Com o recobrimento escolhido fixado, séries de experiências foram montadas com a finalidade de estabelecer a performance do processo. Estas séries de experiências permitiram investigar a influência de fatores tais como: adição do Hexacloroetano ,com recobrimento em diferentes proporções, mecanismo de formação de estrutura ativado pelo processo, efeito do superaquecimento, efeito de tempo total de solidificação e influência da aplicação do processo sobre defeitos. Finalmente, o processo foi aplicado em outros metais Chumbo, Estanho e Zinco e ligas de Alumínio - Cobre e Alumínio - Silício. Em comparação estabelecida com o processo de refino do Alumínio via banho (inoculação do Titânio-Boro) o presente processo apresentou as vantagens de ter uma potência de refino maior, dispensar a operação de inoculação entre a fusão e o vazamento, ter uma ampla faixa operacional de superaquecimento. / Abstract: This study describes the development of a/grain refining process for commercial purity Aluminium which is based in the introduction of a volatile addition (Hexacloroethane) to the mould coating. A critical review of the literature was made, which both indicated the originality of the present process and formed a theoretical base from which the concepts involved could be treated during analysis of experimental results. To optimize the process parameters, the experimental examinations were carried out with a range of mould coating, and it was concluded, that one based on alumina powder was most suitable. Using this base, a series of investigations were carried out to find the optimal level of Hexacloroethane, the effect of various process parameters" and to elucidate the mechanism of the refinement effect. Finally, the process was applied to other metals and alloys and the overall performance was compared to conventional techniques such as melt inoculation. It was shown to exhibit favourable results with respect to refining efficiency, ease of application and resistance to effect of superheat. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Owing their wide range of exceptional properties, for example thermal conductivity values of more than 3000W/(mK) and strength in the range of 100 GPa, Carbon Nanotubes (CNTs) have recently gained much attention as reinforcement for composite materials. Considering the practical application in metal matrix composites (MMCs), tranferring those favourable properties from nano to macro scale represents a main challenge. Methods of the powder metallurgy route show promising results so far, but also lead to long process times and damage of the tublar structure of the CNTs due to prolonged ball milling times. At this point, the application of Friction Stir Processing (FSP) for fabricating CNT-reinforced MMCs offers the possibility to reduce process times and realize the required reinforcement at the relevant location of the component. The process uses a specially designed tool with a pin to plasticize the base material by frictional heating and thus incorporate the reinforcing material by stirring it into the workpiece. Investigations, that have been carried out on this subject, generally consider the unifom dispersion of the CNTs within the matrix as the key challenge of this process. So far, the solution herefore is the application of multipass-FSP in order to distribute the CNTs uniformly by processing the weld up to five times with alternating welding direction. This method usually leads to damage or even destruction of the tubular structure of the CNTs. Regarding all investigations on this subject, it can be noticed, that only conventional tool profiles like cylindrical or threaded were used for the experiments, though other profiles like square or more complex ones are considered to exhibit an increased mixing effect. Therefore the objective of the thesis is to analyse the performance of four different tool geometries under varying parameters and their influence on the CNT dispersion and general MMC composite properties. Channels were cut into an Al 5086 plate, filled with CNT-powder and processed by the different tools. The results were evaluated by metallographic analysis, hardness and electrical resistance measurement and SEM analysis. Among the different geometries, the triangular profile produced defect-free welds over the whole parameter set and distributed the CNTs uniformly along a wide area close to the weld surface. / Tesis

Después del descubrimiento del grafeno y de sus extraordinarias propiedades electrónicas, la funcionalización química de este material se ha vuelto un foco de especial interés en la química física contemporánea. El objetivo del trabajo que se presenta en esta Tesis es estudiar la interacción entre grafeno y adsorbatos atómicos y moleculares. Esta interacción es modelada con el uso de cálculos ab initio y los resultados son contrastados con otros cálculos ab initio y, en lo posible, con resultados experimentales. El modelado mecano-cuántico es el método computacional más correcto usado en el cálculo de energías y en la predicción de estructuras de equilibrio del estado sólido y de sistemas moleculares. Específicamente, en el marco teórico de la teoría del Funcional de la Densidad se emplearon dos modelos: de cluster y de slab, que utilizan bases localizadas y ondas planas, respectivamente. Complementariamente se realizaron cálculos con la técnica MP2. Primeramente se consideró la interacción de un átomo de hidrógeno con grafeno en el rango de distancias donde predominan las fuerzas dispersivas, pasando luego a estudiar la interacción presente en el sistema Al/grafeno. Para ello se analizó detalladamente la adsorción de un átomo de aluminio sobre una hoja de grafeno perfecta y luego cuando presentan una monovacancia y una divacancia, teniendo en cuenta la magnetización inducida en el grafeno debido a la presencia del defecto. Finalmente se consideró la adsorción de un dímero Al2 sobre una monovacancia y una divacancia. / Since the discovering of graphene and its extraordinary electronic properties, the chemical functionalization of this material has been object of special interest in the contemporary chemical physics. The goal of the work presented in this Thesis is to study the interaction between graphene and atomic/molecular adsorbates. This interaction has been modeled by using ab-initio calculations and the results are tested with other similar calculations and, as possible, with experiments. The quantum-mechanical modeling is the more correct computational method to use in the calculation of energies and in the prediction of the geometrical structures in equilibrium for the solid state and chemical systems. Specifically, two models based on the cluster and slab approaches have been employed in the framework of Density Functional Theory, where localized basis sets and plane waves are used, respectively. Complementary calculations with the MP2 technique have been performed. First, the interaction of one hydrogen atom with graphene in the range of distances where the dispersive forces are predominant has been considered, and afterwards, the interaction present in the Al/graphene system was studied. For that purpose the adsorption of one aluminum atom on a perfect graphene sheet was analyzed in detail and, subsequently, the situation with a monovacancy and a divacancy, taking into account the magnetization induced on graphene due to the presence of such defect. Finally the adsorption of Al2 dimer on the monovacancy and the divacancy was considered.

Orientador: Nilson Cristino Cruz / Banca: Maria Zanin / Banca: Sandro Donnini Mancini / Banca: Antonio Riul Júnior / Banca: Rogério Pinto Mota / Resumo: Este projeto se propôs a realizar o tratamento superficial de ligas de alumínio por meio de método de oxidação eletrolítica com plasma (PEO) e elaborar uma avaliação de ciclo de vida (ACV) comparativa entre este processo e o de anodização convencional. Com tal intuito definiu-se como unidade funcional, uma amostra de alumínio AA5052-H34, com 11,1 cm2, sendo que para o processo de PEO empregou-se uma solução de 20 gramas de Na2SiO3 por litro de água deionizada, mantendo a densidade de corrente em i=0,01 a/cm2 e utlizando a mesma solução em 06 séries consecutivas de tratamento. Os resultados de caracterização dos filmes indicaram que as propriedades dos revestimentos começam a divergir após a terceira reutilização da solução. Assim, a quantidade de insumos foi alterada para 6.67 g (Na2SiO3)/333mL (H2O), influenciando a ACV desse tratamento superficial. As resistências à corroção e abrasão foram avaliadas para determinar a vida útil das amostras revestidas por ambos os processos. Com isso verificou-se que a correta relação entre a unidade funcional de ambos os tratamentos é de 26 amostras anodizadas por amostra tratada via PEO. Baseado nos dados expostos realizou-se a ACV dos processos, constatando cinco categorias de impacto relevantes: "Combustíveis Fósseis", "Respiráveis Inorgânicos", "Carcinogêneos", "Mudança Climática" e "Minerais", todas elas com um impacto maior para a anodização. Sendo assim, é possível constatar o menor impacto ambiental do processo de oxidação por plasma eletrolítico em comparação à anodização convencional / Abstract: The ain of the present was to perform a surface treatment of aluminum alloys through the plasma electrolytic oxidation (PEO) method and implement a life cycle assessment (LCA) comparison between this process and the conventional anodizing. Within this context it was defined a functional unit an aluminum AA5052-H34 sample with 11.1 cm2, whit the PEO process performed using a solution of 20 grams of Na2SiO3 per liter of deionized water and a current density kept at i=0,01 A/cm2. The same solution has been reused for 6 consecutive treatments. The results of film characterization revealed the diverge of the coating properties after the third reutilization of the solution, changing the amount of inputs used to 6.67 g (Na2SiO3) / 333 mL (H2O), affecting the LCA for this surface treatment. Corrosion and wear resistances have been adopted as indicative of the lifetime of samples coated by both methods. According to the results, the corrent relationship between the functional unit of both treatments was defined as 26 anodized as 26 anodized samples to each PEO sample. Based on the above data a LCA was performed for both processes, finding out five relevant impact categories: "Fossil Fuels", "Inorganic Resp.", "Carcinogens ", "Climate Change" and "Minerals", all them with greater impact on the amodizing. According to the results, it is possible to note a lower environmental impact of PEO surface treatment as compared to conventional anodizing / Doutor

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:20Z : No. of bitstreams: 1 000855001.pdf: 2370290 bytes, checksum: af127de230433058ccdbf4e8d1772ee8 (MD5) / A retificação é um processo de usinagem preciso, sendo uma das etapas mais caras na fabricação dos moldes de injeção de termopláticos. Na retificação o rebolo é a ferramenta abrasiva responsável pela retirada do material. O conhecimento das suas características técnicas, vantagens, defeitos e condições de trabalho são fundamentais para os Engenheiros de produto, de processos e, naturalmente, para os gerentes de área industrial, identificarem qual o rebolo mais indicado para realização do processo de retificação. Dentre os aços utilizados na fabricação de moldes para injeção de termoplásticos destaca-se o aço VP-50, o qual foi o aço usado neste experimento sendo usinado pelo processo de retificação cilíndrica. No processo de retificação também foi adotado para fins de experimento dois métodos de lubri-refrigeração sendo eles o método convencional com lubri-refrigeração abundante e o MQL que é a técnica com mínima quantidade de lubri-refrigeração. O objetivo deste trabalho foi analisar de forma comparativa o desempenho de corte, executado com três tipos de rebolos convencionais: rebolo de óxido de alumínio branco, rebolo de carbureto de silício verde e rebolo de carbureto de silício preto com óxido de alumínio branco. Os resultados foram analisados e comparados pelas variáveis de saída, tais como comportamento da força tangencial do corte, rugosidade, emissão acústica, relação G (volume de material removido/volume de material desgastado), microscopia óptica (para verificar se houve dano térmico) e micro dureza. Observando-se os níveis aceitáveis de rugosidade característicos do processo, também foi possível observar que o rebolo de carbeto de silício verde apresentou melhor resistência ao desgaste em relação aos outros rebolos. O rebolo de carbureto de silício preto obteve os menores valores de variação da circularidade. Após a análise metalográfica dos corpos de prova... / Grinding is an accurate machining process, one of the most expressive steps in the manufacture of molds for thermoplastic injection. The grinding wheel abrasive tool is reponsible for removal. The knowledge of their tehcnical characteristics, advantages, defects and working conditions are essential for product engineers, process and, of course, to the industrial area manangers, which identify the most appropriate wheel to perform the grinding process. Among the steels used in the manufacture of molds for thermoplastic injection highlight the VP-50 steel, which was the steel used in this experiment being machined by the cylindrical grinding process. In the grinding process was also adopted for the purpose of experiment two methods of lubrification and cooling them with the conventional method with plenty of lubrification and cooling, and the MQL is the technique with minimal amount of lubrification and cooling. The objetive of this study was to analyze comparatively cutting performance, performed with three types of conventional grinding wheels: grinding wheel white aluminum oxide, green silicon carbide grinding wheel and grinding of black silicon carbide with white aluminum oxide. Results were analyzed and compared by the output variables such as behavior of the tangential cutting force, surface roughness, acoustic emission, G ratio (volume of material removed/volume of material removed), optical microscopy (to check if there thermal damage), and micro hardness. Observing acceptable levels of roughness characteristic of the process, it was also observed that the grinding green silicon carbide had the best wear resitance in relation to the other wheels. The grinding wheel of black silicon carbide obtained the lowest range of values of circularity. After metallographic examination of the specimens was found that there was little formation of new alloying elements in the ground the ground surface, to confirm that a slight increase in...

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-24Bitstream added on 2014-12-02T11:20:59Z : No. of bitstreams: 1 000798994.pdf: 5087483 bytes, checksum: e305f8ac9c09883578eb80652ff990b6 (MD5) / Este projeto se propôs a realizar o tratamento superficial de ligas de alumínio por meio de método de oxidação eletrolítica com plasma (PEO) e elaborar uma avaliação de ciclo de vida (ACV) comparativa entre este processo e o de anodização convencional. Com tal intuito definiu-se como unidade funcional, uma amostra de alumínio AA5052-H34, com 11,1 cm2, sendo que para o processo de PEO empregou-se uma solução de 20 gramas de Na2SiO3 por litro de água deionizada, mantendo a densidade de corrente em i=0,01 a/cm2 e utlizando a mesma solução em 06 séries consecutivas de tratamento. Os resultados de caracterização dos filmes indicaram que as propriedades dos revestimentos começam a divergir após a terceira reutilização da solução. Assim, a quantidade de insumos foi alterada para 6.67 g (Na2SiO3)/333mL (H2O), influenciando a ACV desse tratamento superficial. As resistências à corroção e abrasão foram avaliadas para determinar a vida útil das amostras revestidas por ambos os processos. Com isso verificou-se que a correta relação entre a unidade funcional de ambos os tratamentos é de 26 amostras anodizadas por amostra tratada via PEO. Baseado nos dados expostos realizou-se a ACV dos processos, constatando cinco categorias de impacto relevantes: Combustíveis Fósseis, Respiráveis Inorgânicos, Carcinogêneos, Mudança Climática e Minerais, todas elas com um impacto maior para a anodização. Sendo assim, é possível constatar o menor impacto ambiental do processo de oxidação por plasma eletrolítico em comparação à anodização convencional / The ain of the present was to perform a surface treatment of aluminum alloys through the plasma electrolytic oxidation (PEO) method and implement a life cycle assessment (LCA) comparison between this process and the conventional anodizing. Within this context it was defined a functional unit an aluminum AA5052-H34 sample with 11.1 cm2, whit the PEO process performed using a solution of 20 grams of Na2SiO3 per liter of deionized water and a current density kept at i=0,01 A/cm2. The same solution has been reused for 6 consecutive treatments. The results of film characterization revealed the diverge of the coating properties after the third reutilization of the solution, changing the amount of inputs used to 6.67 g (Na2SiO3) / 333 mL (H2O), affecting the LCA for this surface treatment. Corrosion and wear resistances have been adopted as indicative of the lifetime of samples coated by both methods. According to the results, the corrent relationship between the functional unit of both treatments was defined as 26 anodized as 26 anodized samples to each PEO sample. Based on the above data a LCA was performed for both processes, finding out five relevant impact categories: Fossil Fuels, Inorganic Resp., Carcinogens , Climate Change and Minerals, all them with greater impact on the amodizing. According to the results, it is possible to note a lower environmental impact of PEO surface treatment as compared to conventional anodizing

Resumo: As matrizes para injecao de aluminio desempenham um papel extremamente importante no processo de injecao sob pressao. Durante a fabricacao das matrizes ha uma grande preocupacao com a confiabilidade na engenharia aplicada ao projeto e principalmente no comportamento dos acos utilizados. A fabricacao em funcao do elevado custo e ao tempo necessario para a fabricacao do molde, evidencia o desafio constante de se maximizar o numero de ciclo de vida dessas ferramentas. A variacao do comportamento das propriedades mecanicas do aco em funcao da temperatura como a densidade, modulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, coeficiente de dilatacao termica, dureza, condutividade termica e limite de resistencia podem gerar tensoes de origem termica com amplitudes favoraveis ao inicio de uma trinca. Para essa pesquisa foi estudado a a influencia da fadiga termica no numero de ciclos de vida na superficie de uma matriz para injecao de aluminio sob pressao em um aco AISI H13, a fadiga termica e a maior responsavel perante a iniciacao das fissuras, estima-se que deve ser em aproximadamente 80% a origem das trincas de origem termica. Para os resultados foi necessario avaliar o comportamento do aco AISI H13 para diferentes gradientes de temperatura, variando em ƒ¢T=200 ‹C, ƒ¢T=225 ‹C e ƒ¢T=250 ‹C. Com os resultados obtidos atraves do metodo dos elementos finitos, foi possivel obter as diferentes tensoes de origem termica utilizando o software Abaqus CAE. Assim foi possivel determinar quantidade de numero de ciclos ate o inicio da trinca atraves da equacao de Basquin e elaborar propostas para coeficientes de correcoes na determinacao do numero de ciclos de vida da matriz de injecao de aluminio sob pressao para aplicacoes envolvendo a fadiga termica.

Resumo: Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de niveis crescentes de saturação com Al, em um solo álico, sobre o estado nutricional, características morfológicas e alguns componentes de rendimento de dois cultivares de milho, um considerado tolerante e outro sensível à presença de Al tóxico no solo. O experimento foi instalado a campo, na Fazenda Experimental do Setor de Ciências Agrárias - UFPR, utilizando-se o delineamento em blocos ao acaso, com os tratamentos distribuídos em faixas, com quatro níveis de correção de Al com CaCOs e dois níveis de cultivares, distribuídos em quatro blocos. Os níveis de correção foram obtidos a partir de uma curva de incubação realizada em laboratório, onde o TO é a testemunha e T3 o tratamento que recebeu a quantidade de calcário necessária para se obter 0% de saturação por Al no solo. Os tratamentos Tl e T2 receberam 33,3% e 66,6% da quantidade de calcário aplicada em T3, respectivamente. Foram realizadas amostragens de solo na época do plantio e após a colheita, para análises de rotina. No estádio de pleno florescimento, foram medidos os parâmetros de diâmetro de colmo, altura de inserção de primeira espiga e altura de planta. Também foram colhidas aleatoriamente na área útil experimental, 20 folhas nutricionais (primeira abaixo e oposta à espiga) das quais selecionou-se o terço médio para a digestão (HC1 10%) e análises químicas. A produção de massa seca e de grãos foram determinadas após a maturação fisiológica. Os resultados obtidos permitiram concluir que, a altura de inserção da primeira espiga, altura de planta e diâmetro de colmo não foram influenciados pela calagem, porém a população de plantas em ambos os cultivares avaliados foram influenciados negativamente; a calagem aumentou a produção de massa seca dos cultivares de milho testados, sendo que a produção de grãos observada nos dois cultivares foi associada à diminuição da saturação por Al no solo. A calagem promoveu diminuição dos teores de Mn nas folhas nutricionais. Em condições de maior presença de Al tóxico o cultivar tolerante foi mais produtivo; a calagem aumentou a concentração foliar de N, P e Mg nos cultivares de milho, sendo este efeito, exceto para o Mg, mais pronunciados no cultivar tolerante. O cultivar sensível apresentou menores teores foliares de N e P, em quaisquer níveis de saturação por Al no solo. Não houve diferença entre os cultivares avaliados quanto ao teor de Al nas folhas nutricionais com a diminuição da saturação por Al no solo.