O polimento das rochas ornamentais é um processo realizado com o uso de rebolos abrasivos que desgastam a superfície da chapa até atingir uma intensidade de brilho comercialmente desejável. Esse sistema pode ser abordado, de forma racional, pelo enfoque dado pela Tribologia, considerando o atrito e o desgaste como resultado direto da interação entre as rochas e ferramentas abrasivas, de acordo com cada situação operacional adotada. Essa abordagem foi utilizada na presente pesquisa, com o objetivo de tentar validar a metodologia de desenvolvimento de um novo abrasivo de polimento, composta pela resina poliuretana à base óleo de mamona (Ricinus Comunnis L.), cargas sólidas e com o carbeto de silício verde como elemento de corte. Foram avaliados o desempenho destes rebolos frente ao polimento com os rebolos industriais em uma politriz semiautomática, pela análise da taxa de desgaste das peças em função da qualidade do brilho final do polimento. Para isto, foram adotadas condições operacionais que não são praticadas pela indústria, como a variação da velocidade de rotação dos rebolos e variação da vazão de água no polimento. Os resultados mostraram que a proposta de incorporação do carbeto de silício verde como elemento de corte nas matrizes à base resina de mamona à não promoveu um bom desempenho do rebolo, porém com taxas de desgaste equivalentes às matrizes comerciais à base de resina epóxi, demonstrando o potencial de utilização desta resina na fabricação de rebolos abrasivos diamantados. A variação dos parâmetros operacionais de polimento permitiu saber que os melhores resultados se deram com a redução da vazão de água no polimento de 30 para 15 litros, apresentando maiores valores de brilho e com um menor desgaste dos rebolos. Esses dados indicam que esse parâmetro pode ser aplicado na indústria com consideráveis ganhos ambientais para a cadeia produtiva de rochas ornamentais. Neste âmbito, a utilização de uma ferramenta ecoeficiente, comprovadamente atóxica, no polimento de rochas ornamentais pode ser um grande passo para a obtenção de certificados internacionais de comércio de produtos com forte apelo ambiental. / The polishing of dimension stones is a process carried out using abrasive fickerts which wear the surface of the slab to achieve a commercially desirable brightness intensity. This system can be approached in a rational way by the concepts given by Tribology, considering the friction and wear as a direct result of the interaction between the stone and the abrasive tools, according to each operational situation adopted. This approach was used in the present research, aiming the validation of a methodology for development a new polishing tool, composed of polyurethane resin based on the castor oil (Ricinus Comunnis L.), solid fillers and the green silicon carbide as cutting element. The performance of these new abrasive fickerts compared with the industrial ones was evaluated in a semiautomatic polishing machine by the analysis of the wear rate of the pieces as a function of the final gloss quality of the polished surface. For this purpose, operating conditions not practiced in the industry was adopted, as the rotational speed of the abrasive tools and the water flow variation. The results showed that the incorporation of the green silicon carbide as a cutting element in the matrix based on the resin of castor oil did not promote a good performance of the tool, but with wear rates equivalent to the commercial epoxy-resin fickerts, which may indicate a potential of using the non-toxic matrix with diamond as cutting element instead. The variation of the operational parameters of polishing allowed to know that the best results were obtained with the reduction of the water flow in the polish from 30 to 15 liters/minute, which presented higher values of gloss and with a lower wear rate of the tools, indicating that this parameter can be applied in the industry with considerable environmental gains for the dimension stone production chain. In this context, the use of a non-toxic and eco-efficient tool in the polishing of dimension stones can be a great step towards obtaining international certificates of trade in products with strong environmental appeal.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-08-16T18:44:54Z No. of bitstreams: 1 DissDGM.pdf: 5323739 bytes, checksum: 447d6c5ecd08953e14c16e2d47d03040 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-30T17:35:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDGM.pdf: 5323739 bytes, checksum: 447d6c5ecd08953e14c16e2d47d03040 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-30T17:36:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDGM.pdf: 5323739 bytes, checksum: 447d6c5ecd08953e14c16e2d47d03040 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T17:44:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDGM.pdf: 5323739 bytes, checksum: 447d6c5ecd08953e14c16e2d47d03040 (MD5) Previous issue date: 2017-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sintering additives (AS) have great potential to be applied in refractory castables as they reduce the densification temperature of these products. Additionally, these components may induce the generation of a transient liquid phase in the microstructure at high temperatures, which can react with the other materials of the composition to give rise novel solid refractory phases. Considering these aspects, the present work evaluated the role of five different AS (boron oxide, boric acid, sodium borosilicate, magnesium borate and boron carbide) when added to alumina-based castable compositions containing hydratable alumina as binder. Based on the thermomechanical characterization, XRD analysis and the in situ elastic modulus measurement, boron carbide (B4C) have been selected as a promising AS because this material sped up the sintering process at lower temperatures and induced the aluminum borates formation due to the reaction between the liquid phase and the fine alumina contained in the castable matrix. Afterwards, the effects of B4C was evaluated in ultra-low calcium oxide castables bonded with: colloidal alumina (AC), hydratable alumina (AB) and/ or SioxX®-Zero (SZ). SZ-bonded materials (4 wt.%) had good performance at temperatures around 1100°C due to the mullite generation. On the another hand, castables containing AC as binder (4 wt.% of solids) and 0.5 wt.% of B4C are promising options to be used in working conditions between 600-815°C, whereas the same mixture without B4C could only be densified above 1100°C. Similar effect was observed when 1.0 wt.% B4C was added to SZ-containing castables as the aluminum borates generation allows these compositions to be used in working conditions around 815°C. Therefore, an appropriate AS selection for high-alumina castables with ultra-low CAC content has the potential to favour the earlier sintering of the refractory and improve its thermomechanical properties, which can fulfill the requirements of the petrochemical industry. / Os aditivos sinterizantes (AS) possuem potencial para serem aplicados em concretos refratários, pois diminuem a temperatura de densificação destes produtos. Adicionalmente, tais componentes podem atuar favorecendo a formação de líquidos transientes na microestrutura em altas temperaturas, os quais têm a capacidade de reagir com os outros constituintes da composição para formar novas fases refratárias. Diante desta possibilidade, neste trabalho foram avaliados os efeitos da adição de cinco fontes de boro como AS (óxido de boro, ácido bórico, borosilicato de sódio, borato de magnésio e carbeto de boro) em concretos de alta alumina contendo alumina hidratável como ligante. Baseado na caracterização das propriedades termomecânicas destes refratários, assim como nas análises de DRX e da avaliação do módulo elástico in situ, foi selecionado o carbeto de boro (B4C) como o AS promissor, pois este promoveu o início da sinterização dos concretos em temperaturas inferiores e induziu a formação de boratos de alumínio a partir da reação do líquido com a alumina da matriz dos concretos refratários. Posteriormente, avaliou-se o efeito da adição do B4C em concretos com ultra-baixo teor de óxido de cálcio e ligados com: alumina coloidal (AC), alumina hidratável (AB) e/ou SioxX®-Zero (SZ). Materiais ligados com SZ (4%-p) são promissores em temperaturas próximas a 1100°C devido à formação de mulita. Por outro lado, concretos contendo AC (4%-p de sólidos) e 0,5%-p B4C são indicados para condições de serviço entre 600-815°C, pois sem a fonte de boro densificaram apenas acima de 1100°C. Efeito similar foi observado quando adicionado 1,0%-p B4C no concreto contendo SZ, visto que também foram formados boratos de alumínio possibilitando sua utilização em condições de serviço próximas aos 815°C. Desta forma, realizando-se a correta seleção do AS adicionado em concretos de alta alumina com ultra-baixo teor de CAC, tem o potencial de aumentar a sinterabilidade do material e melhorar suas propriedades termomecânicas, podendo assim atender os requisitos da indústria petroquímica.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-12T17:53:46Z No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-13T17:58:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T17:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaJoseSantosLima_TESE.pdf: 8256758 bytes, checksum: 2af332071bb76b3070e1cdcc7d8adcb2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Neste trabalho foram sintetizados p?s-comp?sitos WC-Ni atrav?s de Carborredu??o da mistura de paratungstato de am?nio hidratado (APT) com o nitrato de n?quel nas propor??es (5% p.Ni, 10% p.Ni e 15% p.Ni) a baixa temperatura (800?C a 950?C) e em curto tempo de rea??o (90 min a 150 min) em um ?nico processo de s?ntese. Os p?s foram caracterizados por difra??o de raios X, microscopia eletr?nica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), e fluoresc?ncia de raios X (FRX), an?lise de tamanho de part?culas e adsor??o de nitrog?nio pela t?cnica do BET, al?m de medidas de magnetiza??o, coercividade e reman?ncia. O estudo do tamanho de cristalito foi obtido a partir dos dados dos difratogramas de raios X dos p?s-comp?sitos, atrav?s da equa??o de Scherrer. Foi realizado um planejamento experimental fatorial 23 com tr?s pontos centrais com a finalidade avaliar a influ?ncia das condi??es de s?ntese nas vari?veis-resposta. Os par?metros de s?ntese avaliados neste trabalho foram: tempo de rea??o (90min, 120min e 150min), temperatura de s?ntese (800?C, 850?C e 900?C) e concentra??o de n?quel em peso (5%p.Ni, 10%p.Ni e 15%p.Ni). Foi poss?vel produzir p?s-comp?sitos de WC-Ni nonom?tricos nas propor??es desejadas com a pureza desejada, com tamanho m?dio de cristalito variando de 24,2 nm at? 38 nm, com ?rea superficial variando de 24,6 m?/g at? 46,7 m?/g. Os p?s apresentaram morfologia com part?culas de tamanhos e formas variadas, bastante aglomeradas, bem como uma boa dispers?o e homogeneiza??o das fases. As caracter?sticas espec?ficas desses materiais nanom?tricos proporcionam a sua utiliza??o tanto para a produ??o de metal duro como em rea??es catal?ticas. Os p?s-comp?sitos obtidos neste trabalho foram aplicados na produ??o de metal duro-WC-Ni atrav?s de sinteriza??o em fase s?lida e l?quida, utilizando as t?cnicas de sinteriza??o convencional e sinteriza??o por ?spark plasma sintering? para fins de compara??o. Nas amostras sinterizadas, foram realizadas medidas de dureza Vickers e densidade por picnometria. Tamb?m foram realizadas an?lises de DRX, MEV e EDS com mapeamento. Os melhores resultados para as os sinterizados de WC-Ni, foram obtidos para as amostras sinterizadas via SPS a 1350?C, apresentando dureza Vickers (2322 HV) e densidade (97,67 %) superiores as das amostras sinterizadas por sinteriza??o convencional a maiores temperaturas. / In this work WC-Ni composite powders were synthesized by carborreduction of the hydrated ammonium paratungstate (APT) mixture with the nickel nitrate in proportions (5% p.Ni, 10% p.Ni and 15% p.Ni) a low temperature (800 ? C to 950 ? C) and small reaction time (90min to 150min) in a single synthesis process. The powders were characterized mainly by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), dispersive energy spectroscopy (EDS), X-ray fluorescence (FRX), particle size analysis and (BET) and measures of magnetization, coercivity and remanence. The study of crystallite size was obtained from the X-ray diffractograms of post-composites, using the Scherrer equation. A factorial experimental design 23 with three central points was carried out to evaluate the influence of the synthesis conditions on the response variables (crystallite size). The synthesis parameters evaluated in this work were: reaction time (90min, 120min and 150min), synthesis temperature (800 ? C, 850 ? C and 900 ? C) and concentration of nickel by weight (5% p.Ni, 10 % P.Ni and 15% p.Ni). It was possible to produce nanometric WC-Ni composite powders in the desired proportions with the desired purity, with a mean crystallite size varying from 24.2 nm to 38 nm, with a surface area ranging from 24.6m?/g to 46.7 m?/g. The powders presented morphology with particles of varied sizes and shapes, quite agglomerated and also presented a good dispersion and homogenization of the phases. The specific characteristics of these nanometric materials provide their use for both the hard metal in catalytic reactions.Therefore, the composite powders obtained in this work were applied in the production of WC-Ni hard metal by solid and liquid phase sintering using conventional sintering and Spark Plasma Sintering techniques for comparison purposes. In the sintered samples the measurements of Vickers hardness and density by pycnometry were performed. We also performed XRD, SEM and EDS analyzes with mapping. The best results for the sintered WC-Ni were obtained for the sintered samples via SPS at 1350?C, showing Vickers hardness (2322 HV) and density (97.67%) higher than the samples sintered by conventional sintering at higher temperatures. / 2018-08-23

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeilianeAO_TESE.pdf: 4802035 bytes, checksum: bde6bc8d17e2550b03283ed5a4ab3acc (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Steel is an alloy EUROFER promising for use in nuclear reactors, or in applications where the material is subjected to temperatures up to 550 ? C due to their lower creep resistance under. One way to increase this property, so that the steel work at higher temperatures it is necessary to prevent sliding of its grain boundaries. Factors that influence this slip contours are the morphology of the grains, the angle and speed of the grain boundaries. This speed can be decreased in the presence of a dispersed phase in the material, provided it is fine and homogeneously distributed. In this context, this paper presents the development of a new material metal matrix composite (MMC) which has as starting materials as stainless steel EUROFER 97, and two different kinds of tantalum carbide - TaC, one with average crystallite sizes 13.78 nm synthesized in UFRN and another with 40.66 nm supplied by Aldrich. In order to improve the mechanical properties of metal matrix was added by powder metallurgy, nano-sized particles of the two types of TaC. This paper discusses the effect of dispersion of carbides in the microstructure of sintered parts. Pure steel powders with the addition of 3% TaC UFRN and 3% TaC commercial respectively, were ground in grinding times following: a) 5 hours in the planetary mill for all post b) 8 hours of grinding in the mill Planetary only for steel TaC powders of commercial and c) 24 hours in the conventional ball mill mixing the pure steel milled for 5 hours in the planetary mill with 3% TaC commercial. Each of the resulting particulate samples were cold compacted under a uniaxial pressure of 600MPa, on a cylindrical matrix of 5 mm diameter. Subsequently, the compressed were sintered in a vacuum furnace at temperatures of 1150 to 1250 ? C with an increment of 20 ? C and 10 ? C per minute and maintained at these isotherms for 30, 60 and 120 minutes and cooled to room temperature. The distribution, size and dispersion of steel and composite particles were determined by x-ray diffraction, scanning electron microscopy followed by chemical analysis (EDS). The structures of the sintered bodies were observed by optical microscopy and scanning electron accompanied by EDS beyond the x-ray diffraction. Initial studies sintering the obtained steel EUROFER 97 a positive reply in relation to improvement of the mechanical properties independent of the processing, because it is obtained with sintered microhardness values close to and even greater than 100% of the value obtained for the HV 333.2 pure steel as received in the form of a bar / O a?o EUROFER ? uma liga promissora para utiliza??o em reatores nucleares, ou em aplica??es onde o material ? submetido a temperaturas de servi?o at? 550?C devido sua menor resist?ncia sob flu?ncia. Uma forma de aumentar essa propriedade, para que o a?o trabalhe a temperaturas mais altas ? necess?rio impedir o deslizamento de seus contornos de gr?o. Fatores que influenciam nesse deslizamento dos contornos s?o a morfologia dos gr?os, o ?ngulo e a velocidade dos contornos de gr?o. Esta velocidade pode ser diminu?da com a presen?a de uma fase dispersa no material, desde que seja fina e distribu?da de forma homog?nea. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo material Comp?sito de Matriz Met?lica (CMM), que tem como materiais de partida o a?o inoxid?vel EUROFER 97; e dois tipos diferentes de Carbeto de T?ntalo TaC, um com tamanhos m?dios de cristalitos de 13,78 nm sintetizado na UFRN e outro com 40,66 nm fornecido pela Aldrich. Objetivando melhorar as propriedades mec?nicas da matriz met?lica foi adicionado, atrav?s da metalurgia do p?, part?culas nanom?tricas desses dois tipos de TaC. Este trabalho discute o efeito da dispers?o desses carbetos na microestrutura das pe?as sinterizadas. P?s de a?o puro, com adi??o de 3% de TaC UFRN e 3% de TaC comercial respectivamente, foram mo?dos nos seguintes tempos de moagem: a) 5 horas, no moinho planet?rio para todos os p?s; b) 8 horas de moagem no moinho planet?rio somente para os p?s de a?o com TaC comercial; e c) 24 horas no moinho convencional de bolas da mistura do a?o puro mo?do durante 5 horas no moinho planet?rio com 3% de TaC comercial. Cada uma das amostras particuladas resultantes foram compactadas a frio sob uma press?o uniaxial de 600MPa, em uma matriz cil?ndrica de 5 mm de di?metro. Posteriormente, os compactados foram sinterizadas em forno a v?cuo, em temperaturas de 1150 e 1250? C com incremento de 20 ?C e 10?C por minuto, sendo mantidas nestas isotermas por 30, 60 e 120 minutos e resfriadas ? temperatura ambiente. A distribui??o, tamanho e dispers?o dos a?os e comp?sitos particulados foram determinadas por difra??o de raios x, microscopia eletr?nica de varredura seguida de uma an?lise qu?mica (EDS). As estruturas dos corpos sinterizados foram observadas por microscopia ?tica e eletr?nica de varredura acompanhada de EDS al?m da difra??o de raios x. Os estudos iniciais de sinteriza??o com o a?o EUROFER 97 obteve uma resposta positiva em rela??o a melhoria das propriedades mec?nicas independente do processamento, pois se obteve sinterizados com valores de microdureza pr?ximo e at? maior que 100% do valor de 333,2 HV obtidos para o a?o puro como recebido, em forma de barra

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-22T14:59:52Z No. of bitstreams: 1 HeytorVitorSouzaBezerraDeAzevedo_DISSERT.pdf: 4226943 bytes, checksum: 879f905d96e12f6e15faa6de0fec4be5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-26T22:08:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HeytorVitorSouzaBezerraDeAzevedo_DISSERT.pdf: 4226943 bytes, checksum: 879f905d96e12f6e15faa6de0fec4be5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T22:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeytorVitorSouzaBezerraDeAzevedo_DISSERT.pdf: 4226943 bytes, checksum: 879f905d96e12f6e15faa6de0fec4be5 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Comp?sitos ? base de alumina (Al2O3), carbeto de tungst?nio (WC) e cobalto (Co) apresentam propriedades espec?ficas como baixa densidade, alta resist?ncia ? oxida??o, alto ponto de fus?o e elevada in?rcia qu?mica. Esse comp?sito revela ser um material promissor para ser aplicado em diversos campos da engenharia. Este trabalho tem como objetivo avaliar algumas propriedades mec?nicas durante a confec??o e, ap?s a sinteriza??o do comp?sito (Al2O3 - WC - Co). P?s comp?sitos com a composi??o de 80%.p de Al2O3, 18%.p de WC e 2%.p de Co foram processados pela rota de moagem de alta energia (MAE), em moinho planet?rio por 50 horas, bem como por mistura manual em um recipiente de vidro, seguindo a mesma propor??o em peso. Amostras foram coletadas (2, 10, 20, 30, 40 e 50 horas) durante o processo de moagem. Em seguida, os p?s foram prensados no formato de amostra circular com di?metro de 5 mm em uma prensa uniaxial com press?es de 200 e 400 MPa. A sinteriza??o ocorreu de duas maneiras: a primeira sinteriza??o via fase s?lida foi realizada ? 1300 ?C e ? 1126 ?C durante 1h com taxa de aquecimento de 10?C/min em forno resistivo sob atmosfera de arg?nio as press?es de compacta??o utilizadas foram de 200 e 400 MPa, a segunda sinteriza??o foi realizada em dilat?metro via fase s?lida ? 1300 ?C com press?o de compacta??o de 200 MPa, tamb?m foi realizada em dilat?metro outra sinteriza??o, desta vez por fase l?quida ? 1550 ?C com press?es de compacta??o de 200 e 400 MPa, obedecendo os mesmos par?metros utilizados no forno resistivo. As mat?rias-primas foram caracterizadas por difra??o de raios X - (DRX), fluoresc?ncia de raios X - (FRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia por dispers?o de energia (EDS) e particulometria a laser. As amostras sinterizadas foram submetidas a ensaios de microdureza. Os resultados mostraram que a moagem de alta energia atingiu os objetivos quanto ao tamanho de part?cula e a densifica??o do comp?sito. Entretanto, a microdureza n?o alcan?ou resultados significativos, isso ? um ind?cio que o comp?sito possui baixa tenacidade ? fratura. / Composites based on alumina (Al2O3), tungsten carbide (WC) and cobalt (Co) exhibit specific properties such as low density, high oxidation resistance, high melting point and high chemical inertia. That composite shows to be a promising material for application in various fields of engineering. In this work, the mechanical properties of the composite (Al2O3 ? WC ? Co), particularly density and hardness, were evaluated according to the effects of the variables of powder processing parameters, green compact and sintered. Powder composites with the composition of 80 wt% Al2O3, 18 wt% WC and 2 wt% Co were processed by high energy ball milling in a planetary mill for 50 hours as well as mixed by manual mixing in a glass vessel with the same proportion. Samples were collected (2, 10, 20, 30, 40 and 50 hours) during the milling process. Then, the powders were compacted in a cylindrical die with 5 mm in diameter in a uniaxial press with pressures of 200 and 400 MPa. The sintering was in two stages: first, the solid phase sintering was performed at 1126 and 1300 ?C for 1 hour with a heating rate of 10 ?C/min in a resistive furnace under argon atmosphere for green samples compacted in 200 and 400 MPa; the second sintering was performed on dilatometer in solid phase at 1300 ?C for green sample compacted in 200 MPa, another sintering also was performed on dilatometer, this time in liquid phase at 1550 ?C for green samples compacted in 200 and 400 MPa, with the same parameters used in resistive furnace. The raw materials were characterized by X ? ray diffraction (XRD), X ? ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and laser particlemeter. The sintered samples were subjected to microhardness testing. The results showed that high energy milling achieved to the objectives regarding the particle size and the dispersion of composite phases. However, the hardness did not achieve to significant results, this is an indication that the composite has low fracture toughness.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JanineRGV_TESE.pdf: 2247550 bytes, checksum: 088d10a559666939d74031b5c30d5017 (MD5) Previous issue date: 2010-06-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Seeking a greater appreciation of cheese whey was developed to process the hydrogenation of lactose for the production of lactitol, a polyol with high added value, using the catalyst Ni / activated carbon (15% and 20% nickel), the nitride Mo2N, the bimetallic carbide Ni-Mo/ activated carbon and carbide Mo2C. After synthesis, the prepared catalysts were analyzed by MEV, XRD, laser granulometry and B.E.T. The reactor used in catalytic hydrogenation of lactose was the type of bed mud with a pressure (68 atm), temperature (120 oC) and stirring speed (500 rpm) remained constant during the experiments. The system operated in batch mode for the solid and liquid and semi-continuous to gas. Besides the nature of the catalyst, we studied the influence of pH of reaction medium for Mo2C carbide as well as evaluating the character of the protein inhibitor and chloride ions on the activity of catalysts Ni (20%)/Activated Carbon and bimetallic carbide Ni-Mo/Activated Carbon. The decrease in protein levels was performed by coagulation with chitosan and adsorption of chloride ions was performed by ion exchange resins. In the process of protein adsorption and chloride ions, the maximum percentage extracted was about 74% and 79% respectively. The micrographs of the powders of Mo2C and Mo2N presented in the form of homogeneous clusters, whereas for the catalysts supported on activated carbon, microporous structure proved impregnated with small particles indicating the presence of metal. The results showed high conversion of lactose to lactitol 90% for the catalyst Ni (20%)/Activated Carbon at pH 6 and 46% for the carbide Mo2C pH 8 (after addition of NH4OH) using the commercial lactose. Monitoring the evolution of the constituents present in the reaction medium was made by liquid chromatography. A kinetic model of heterogeneous Langmuir Hinshelwood type was developed which showed that the estimated constants based catalysts promoted carbide and nitride with a certain speed the adsorption, desorption and production of lactitol / Visando, uma maior valoriza??o do soro de queijo desenvolveu-se o processamento de hidrogena??o da lactose para produ??o de lactitol, um p?liol de alto valor agregado, utilizando os catalisadores Ni/Carv?o ativado (com 15% e 20% de n?quel), o nitreto Mo2N, o carbeto Mo2C e o carbeto bimet?lico Ni-Mo/Carv?o ativado. Ap?s a s?ntese, os catalisadores preparados foram analisados por MEV, DRX, granulometria a laser e B.E.T. O reator utilizado na rea??o de hidrogena??o da lactose foi do tipo leito de lama cuja press?o (68 atm), temperatura (120 oC) e velocidade de agita??o (500 rpm) permaneceram constantes durante os experimentos. O sistema operou em batelada para a fase s?lida e l?quida e semi-cont?nuo para a fase gasosa. Al?m da natureza do catalisador, foi estudada a influ?ncia do pH do meio reacional para o carbeto Mo2C bem como a avalia??o do car?ter inibidor das prote?nas e ?ons cloretos na atividade dos catalisadores Ni(20%)/Carv?o ativo e o carbeto bimet?lico Ni- Mo/Carv?o ativo. A diminui??o dos teores de prote?nas foi realizada atrav?s da coagula??o com quitosana e a adsor??o dos ?ons cloretos foi realizada atrav?s de resinas de troca i?nica. No processo de adsor??o de prote?nas e dos ?ons cloretos, o percentual m?ximo extra?do foi em torno de 74% e 79% respectivamente. As micrografias dos p?s de Mo2C e Mo2N apresentaram-se na forma de aglomerados homog?neos, enquanto que para os catalisadores suportados em carv?o ativo, a estrutura se mostrou microporosa com pequenas part?culas impregnadas indicando a presen?a do metal. Os resultados obtidos apresentaram ?ndices de convers?o da lactose em lactitol de 90% para o catalisador Ni(20%)/Carv?o ativo em pH 6 e de 46% para o carbeto Mo2C em pH 8 (ap?s adi??o de NH4OH) utilizando a lactose comercial. O acompanhamento da evolu??o dos constituintes presentes no meio reacional foi feito por cromatografia em fase l?quida. Um modelo cin?tico heterog?neo do tipo Langmuir- Hinshelwood foi desenvolvido cujas constantes estimadas evidenciaram que os catalisadores a base de nitreto e carbeto promoveram com certa velocidade a adsor??o, produ??o e dessor??o de lactitol

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-20T15:53:53Z No. of bitstreams: 1 EduardoRigoti_TESE.pdf: 6435249 bytes, checksum: 4bbd6e85c62e18866d0a7a1578f6650b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-21T16:06:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EduardoRigoti_TESE.pdf: 6435249 bytes, checksum: 4bbd6e85c62e18866d0a7a1578f6650b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T16:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoRigoti_TESE.pdf: 6435249 bytes, checksum: 4bbd6e85c62e18866d0a7a1578f6650b (MD5) Previous issue date: 2017-10-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O objetivo desta tese foi desenvolver novos materiais catal?ticos ? base de molibd?nio (Mo) por meio da s?ntese de suportes mesoporosos de s?lica e de carv?o e avaliar seu desempenho na hidrodeoxigena??o de mol?culas plataforma em fase gasosa. O desempenho do catalisador, do suporte e do comportamento suporte/catalisador em diferentes condi??es reacionais foram estudadas. Os carbonos mesoporosos foram obtidos utilizando os materiais de s?lica (SBA-15 e KIT-6) como molde. A incorpora??o do ?xido de molibd?nio (MoO3) aos diferentes suportes foi realizada pelo m?todo de impregna??o ao ponto ?mido a fim de obter um teor de 4 e 2 ?tomos de Mo/nm?. As t?cnicas de caracteriza??o empregadas foram a difratometria de raios X (DRX), fisissor??o de N2 a 77 K, microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET) que permitiram confirmar a s?ntese dos materiais de s?lica e carbono e a efetiva incorpora??o do ?xido de molibd?nio. A t?cnica de capacidade de estocagem de oxig?nio (OSC) permitiu investigar o efeito dos pr?-tratamentos t?rmicos sobre o MoO3 e, partir disso compreender a influ?ncia desses pr?-tratamentos no desemprenho catal?tico desses materiais. Al?m do MoO3 suportado, foram feitos testes catal?ticos com Mo2C carburado in situ e ex situ. Os materiais foram avaliados nas rea??es de hidrodeoxigena??o do fenol com temperatura de rea??o de 300 ?C e diferentes temperaturas de pr?-tratamento para o MoO3 suportado. Todos os catalisadores apresentaram seletividades a produtos desoxigenados superiores a 97 %. Os ?xidos suportados nas r?plicas de carv?es mesoporosos apresentaram convers?es superiores que o ?xido suportado nos materiais de s?lica. O aumento da temperatura de pr?-tratamento influenciou positivamente na convers?o a produtos desoxigenados para o ?xido suportado nos templates de s?lica e em suas r?plicas. As rea??es utilizando Mo2C apresentaram valores de convers?o superiores (27 %) aos valores observados com MoO3 (~1,3 ? 18,5 %), por?m n?o foi observado uma influ?ncia significativa dos suportes. / The aim of this thesis was to develop new catalytic materials through the synthesis of mesoporous silica and carbon supports for Mo impregnation to study its catalytic performance in hydrodeoxygenation of gas-phase platform molecules, where it was tried to determine the influence of the catalyst, support and support/catalyst behavior under different reaction conditions. Mesoporous carbons were obtained using the silica materials as a template. The impregnation of molybdenum oxide (MoO3) was carried out by the incipient wetness impregnation to obtain an amount of 4 and 2 Mo atoms/nm? in the silica and carbon supports. Characterization was performed using several techniques such as X-Ray Diffraction (XRD), N2 physisorption, Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), by these techniques was possible to confirm the synthesis of the silica and carbon materials and the subsequent impregnation of the molybdenum oxide. The oxygen storage capacity (OSC) technique allowed investigating the effect of thermal pre-treatments on MoO3 and, from this, to understand the influence of these pre-treatments on the catalytic performance of these materials. In addition to the supported MoO3, catalytic tests were performed with in situ and ex situ carburized Mo2C. The materials were evaluated in the hydrodeoxygenation reactions of the phenol with reaction temperature of 300 ? C and different pretreatment temperatures for the MoO3 supported. All catalysts presented selectivities to deoxygenated products higher than 97%. The oxides supported on the mesoporous carbon replicates showed higher conversions than the oxide supported on the silica materials. The increase in pretreatment temperature positively influenced the conversion to deoxygenated products for the oxide supported on the silica templates and their replicates. Reactions using Mo2C showed higher conversion values (27%) to the values observed with MoO3 (~ 1.3 - 18.5%), but no significant influence of the media was observed.

O desenvolvimento de eletrocatalisadores eletricamente condutores com alta atividade para a reação de redução de oxigênio (ORR - Oxygen Reduction Reaction) e desprendimento de oxigênio (OER - Oxygen Evolution Reaction) é de extrema importância e interesse para dispositivos de eletro-conversão de energia, como as células a combustível e eletrolisadores, que operam tanto em meio alcalino quanto ácido. Em meio alcalino, é possível o uso de metais não nobres e, assim, são viáveis para o uso em larga escala. Em meio ácido, é necessário o uso de materiais estáveis, uma vez que eles são expostos a um ambiente extremamente corrosivo e à altos potenciais, principalmente durante o processo de liga/desliga do dispositivo. Diante disso, este trabalho foi dividido em três linhas de pesquisa: Parte I - estudos de eletrocatalisadores bifuncionais para a ORR e OER em meio alcalino, sendo eles compostos por espinélios de manganês-cobalto em combinação com nanopartículas de ouro (MnCo2O4/Au). Parte II - estudos de eletrocatalisadores alternativos para a ORR em eletrólito ácido, onde foram considerados carbetos e nitretos de molibdênio (Mo2C-MoN) e, oxinitretos de tântalo (Ta-ON). Parte III - estudo de suportes alternativos ao carbono para a ORR em eletrólito ácido, sendo eles compostos por carbonitretos de tântalo e titânio (Ta-CN e Ti-CN). Os resultados da Parte I para MnCo2O4/Au mostraram que houve um aumento significativo na atividade de MnCo2O4 com a adição de ouro para ambas as reações. Foi possível observar que a combinação de nanopartículas condutoras (ouro) com nanopartículas ativas, mas não condutoras (MnCo2O4), é promissora para o desenvolvimento de eletrocatalisadores ativos para uso como eletrodos de oxigênio. Quanto a Parte II, os materiais compostos por Mo2C-MoN foram obtidos por meio da inserção de carbono e nitrogênio com tratamento térmico, na presença de carbono Vulcan e NH3, em alta temperatura. O material nomeado como MoN + Mo2C (molibdato) foi o que apresentou maior atividade catalítica, o que pôde ser atribuído ao menor tamanho de cristalito, maior quantidade da sua fase MoN e ao efeito sinérgico entre MoN e Mo2C, facilitando a ORR em comparação ao nitreto e carbeto de molibdênio puros. Nesta mesma linha de pesquisa, oxinitretos de tântalo foram sintetizados utilizando ureia como fonte de nitrogênio. Foi observado que Ti-Ta-ON apresentou maior atividade catalítica quando comparado aos demais eletrocatalisadores. Já na Parte III, os resultados para carbonitreto de titânio como suporte para a platina (Pt/Ti-CN) mostraram que, além da sua atividade para a ORR ser semelhante à platina suportada em carbono (Pt/C), ele também se mostrou mais estável que Pt/C após a realização de testes de estabilidade. / The development of conductive electrocatalysts with high activity for the oxygen reduction and evolution reactions (ORR and OER) is of extremely importance for devices that electroconvert energy, such as fuel cells and electrolizers, which work in alkaline and acid media. A substantial amount of metals can be employed in alkaline electrolytes once the latter do not require the use of noble metals. The acid medium asks for stable materials, since they are exposed to a high oxidative environment and potentials during the start-up/shutdown events of the device. On the base of these facts, this research work has been divided into three parts: Part I - bifunctional electrocatalysts studies for the ORR and OER in alkaline electrolyte, the materials were composed of spinel manganese-cobalt oxide combined with gold nanoparticles (MnCo2O4/Au). Part II - studies of alternative electrocatalysts for the ORR in acid electrolyte, which included molybdenum carbides and nitrides (Mo2C-MoN), and tantalum oxynitrides (Ta-ON). Part III - alternative supports to the carbon for the ORR in acid electrolyte, which included tantalum and titanium carbonitrides (Ta-CN and Ti-CN). The results for MnCo2O4/Au, in Part I, showed that the addition of gold on the surface of the oxide improved the latter activity for both reactions. The combination of conductive nanoparticles (gold) with active, but non-conductive, nanoparticles (MnCo2O4) seems promising for the development of active electrocatalysts for the ORR and OER. In Part II, the materials composed of Mo2C-MoN were synthesized through carbon and nitrogen insertion, in a high temperature heat treatment, in the presence of Vulcan carbon and NH3. Among the gotten materials, the so called MoN + Mo2C (molybdate) showed the better electrocatalytic activity for the ORR, which could be attributed to its smaller crystallite size and the greater amount of its MoN phase, along with the synergistic effect between MoN and Mo2C. In this way, tantalum oxynitrides materials were obtained via a urea synthesis. The catalyst referred to as Ti-Ta-ON showed the better ORR activity among all the others studied oxynitrides materials. In Part III, besides the activity for the ORR of platinum supported on titanium carbonitride (Pt/Ti-CN) was similar to the activity of platinum supported on carbon (Pt/C), Pt/Ti-CN was also more stable than the latter, after the stability tests.

Orientador: Francisco das Chagas Marques / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-12T20:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DouglasSoaresda_M.pdf: 1607458 bytes, checksum: 64efea4eea6490352c0cec9182778a67 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese estamos propondo o uso de carbono amorfo como um possível candidato para uso como camada antirrefletora em células solares de silício cristalino. O carbono amorfo pode ser preparado com alta banda proibida e tem propriedades importantes como alta dureza, baixo coeficiente de atrito, preparado à temperatura ambiente, etc. Além disso, o carbono amorfo é um material abundante na natureza e seu uso em eletrônica poderia reduzir o consumo de materiais tóxicos, contribuindo para reduzir danos ao meio ambiente. Foram exploradas as propriedades óticas dos filmes de carbono e carbono de silício produzidos por diferentes métodos de deposição (RF Glow Discharge, RF Sputtering e FCVA_Filtered Cathodic Vacuum Arc) visando a aplicação como camadas antirrefletoras em células solares. O estudo de propriedades óticas dos filmes, como a banda proibida, índice de refração, coeficiente de absorção e reflexão integrada foram determinantes para as conclusões deste trabalho. Para isto foram importantes a fabricação de células solares e o estudo dos principais parâmetros fotovoltaicos: eficiência, corrente de curto circuito, tensão de circuito aberto e fator de preenchimento. As células solares de silício monocristalino foram desenvolvidas a partir da técnica amplamente difundida e conhecida através da difusão térmica de dopantes de fósforo, as chamadas homojunções pn. Diferentes estruturas antirrefletoras à base de carbono foram estudadas e comparadas. Assim, investigamos o uso de carbono tipo diamante (diamond-like carbon DLC), carbono tipo polimérico (polimeric-like carbon ¿ PLC), carbono tetraédrico (ta-C), carbeto de silício (a-CxS ix-1:H). Para efeito de comparação com camadas antirrefletoras convencionais, adotamos o dióxido de estanho (SnO2) depositado pela técnica de spray químico. Os resultados mostraram que filmes de carbono amorfo funcionam como camada antirefletora em células solares, embora não tenha sido possível encontrar em um único material todas as condições ideais para uma camada antirrefletora em silício cristalino. O carbeto de silício se mostrou bastante promissor como um composto à base de carbono e o próprio silício, sendo utilizado na fabricação do dispositivo e abundante na natureza. / Abstract: In this thesis we propose the use of amorphous carbon as a possible candidate for use as antireflective layer in crystalline silicon solar cells. The amorphous carbon can be prepared with high band gap and important properties such as high hardness, low coefficient of friction, prepared at room temperature, etc. Moreover, the amorphous carbon material is abundant in nature and its use in electronics could reduce the consumption of toxic materials, helping to reduce damage to the environment. We explored the optical properties of carbon films and carbon silicon produced by different methods of deposition (RF Glow Discharge, RF Sputtering and FCVA_Filtered Cathodic Vacuum Arc) to the application as antireflective coatings in solar cells. The study of optical properties of films, such as forbidden band, index of refraction, absorption coefficient and integrated reflection were crucial to the conclusions of this work. For that, it was important the manufacture of solar cells and the study of key photovoltaic parameters: efficiency, short-circuit current, open circuit voltage and fill factor. The single crystal silicon solar cells were developed from the widely known technique of thermal diffusion of phosphorus doping, the pn homojunctions. Different antireflective structures based on carbon were studied and compared. Thus, we investigated the use of carbon type diamond (diamond-like carbon DLC), carbon type polymer (polimeric-like carbon - PLC), tetrahedral carbon (ta-C), silicon carbide (a-CxSix-1: H). For purposes of comparison with conventional antireflective layers, we adopted the tin dioxide (SnO2) deposited by chemical spray technique. The results showed that films of amorphous carbon layer acts as antireflective coatings in solar cells, although it was not possible to find a single material in all ideal conditions for an antireflective layer in crystalline silicon. The silicon carbide wasvery promising as a compound based on carbon and the silicon, been used in the manufacture of the device and abundant in nature. / Mestrado / Mestre em Física

A obtenção de cerâmicas de SiC pela sinterização com a presença de aditivos que promovam a formação de uma fase líquida (SFL) durante o processo tem sido uma forma adequada para garantir a menor temperatura de sinterização. Pelo fato de o SiC ser frágil, a busca por melhores propriedades mecânicas e avaliação correta das mesmas, para ser aplicado em ambientes agressivos, é contínua. Com base nisso, na primeira etapa, foram estudados, quanto à molhabilidade sobre o SiC, os sistemas AlN/Re2O3 (Re = Dy, Yb) para serem utilizados como aditivos. Os ângulos de contato medidos foram menores que 10° e considerados adequados para a SFL. O SiC sinterizado com esses aditivos permitiu produzir microestruturas diferentes com o aumento da temperatura. Na segunda etapa, foram sinterizadas amostras na forma de pastilhas em várias temperaturas, cujas condições que apresentaram os melhores resultados de massa específica real e densidade relativa foram tomadas como referência para a sinterização na forma de barras prismáticas. Na terceira etapa, essas amostras foram avaliadas quanto à sua tenacidade à fratura (KIC) pelo método da barra entalhada em V, dureza e resistência à flexão. O comportamento de KIC foi avaliado em função da profundidade e raio de curvatura dos entalhes. Os valores variaram entre 2,59 e 3,64 MPam1/2. Verificou-se que os valores de KIC confiáveis foram aqueles encontrados com pequeno raio de curvatura na ponta do entalhe. Quando o raio foi grande, o mesmo não manteve a singularidade da raiz quadrada da ponta do entalhe, e forneceu valores de KIC superestimados. Foram realizados testes para determinar KIC em ar atmosférico e em água, cujos resultados foram menores em água que em ar, com queda entre 2,56 e 11,26%. A maior resistência sob flexão determinada em 4 pontos foi de 482 MPa. Observou-se correlação direta do tamanho dos grãos nos valores de KIC, dureza e módulo de ruptura das cerâmicas de SiC. / Obtaining SiC ceramics by sintering in the presence of additives that promote a liquid phase formation (LPS) during the process has been a proper manner to ensure the lowest sintering temperature. Because SiC is brittle, an ongoing search for better mechanical properties and proper evaluation of these properties for application in aggressive environments maintained. Thus, in the first stage we studied AlN/Re2O3 systems (Re = Dy, Yb), as to their wettability on SiC, for use as additives. The measured contact angles were smaller than 10° and considered suitable for the LPS. The sintered SiC with these additives allowed the production of different microstructures with the increase in temperature. In the second stage, pellet-shaped samples were sintered at various temperatures, and the conditions showing the best density results were taken as reference for sintering prism-shaped bars. In the third stage, these samples were evaluated for toughness (KIC) by single edge V-notched beam method, hardness, and flexural strength. The behavior of KIC was assessed for notch depth and notch radius of curvature. Values ranged between 2.59 and 3.64 MPa/m1/2. The reliable values of KIC were those found with small radius of curvature at the notch tip. When the radius was large, it did not maintain the singularity of the square root of notch tip and provided overestimated KIC values. Tests were performed to determine KIC in atmospheric air and water, and results were lower in water than in air, dropping between 2.56 and 11.26%. The greatest strength under the 4-point bending test was 482 MPa. We observed a direct correlation of grains size in KIC values, hardness and bending strength of SiC ceramics.