• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 271
  • 4
  • Tagged with
  • 275
  • 275
  • 275
  • 257
  • 28
  • 27
  • 26
  • 23
  • 22
  • 21
  • 21
  • 21
  • 17
  • 16
  • 16
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
31

Influênca do processo de medição nas características reológicas de suspensões cerâmicas

Pereira, Fabiano Raupp January 2001 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:03:25Z : No. of bitstreams: 1 178712.pdf: 26917737 bytes, checksum: 2c3041cc2de7be1f205103c784de2394 (MD5) / Devido a não representatividade do processo cerâmico industrial por ensaios reológicos laboratoriais, torna-se necessária uma metodologia experimental de caracterização reológica de suspensões cerâmicas que represente adequadamente o processo industrial de preparação de massa. As características reológicas das suspensões são de fundamental importância para o controle e estabilidade do processo de fabricação. A curva de defloculação é a prática mais comum para o controle das propriedades reológicas de suspensões cerâmicas. A medição da viscosidade em função do teor de defloculante adicionado determina a quantidade ótima de aditivo a ser utilizada na defloculação da suspensão. Normalmente está associada à região da curva de defloculação que apresentou a menor viscosidade. Objetivando avaliar a influência de parâmetros de processo de medição nas características reológicas de suspensões cerâmicas, o presente trabalho compara resultados experimentais obtidos a partir de procedimentos comuns em laboratório com resultados obtidos a partir de procedimentos que simulam o processo de preparação de suspensões cerâmicas em escala industrial. Todas as matérias-primas estudadas apresentaram variações de viscosidade em relação ao processo de medição utilizado. Os resultados demostraram que as diferenças entre os processos de medição de suspensões provocam alterações significativas nas características reológicas de suspensões e que o método tradicional de caracterização reológica utilizado por laboratórios não representam o processo de preparação industrial.
32

Metalização mecânica de Al2O3 para brasagem metal/cerâmica

Nascimento, Rubens Maribondo do January 2001 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho desenvolveu-se o processo de metalização mecânica de Al2O3 com Ti, ligas Ti-Cu e Ti-Ni, como preparação para a brasagem metal/cerâmica com liga de adição sem elemento ativo. Avaliou-se o sistema para metalização mecânica mais adequado, assim como os parâmetros do processo que maximizam a qualidade do revestimento metálico. Filmes de Ti puro, Ti-20%Cu, Ti-35%Cu e duplo revestimento com Ti seguido de Cu ou Ni foram aplicados na cerâmica e caracterizados com respeito a qualidade e molhamento por ligas de adição convencionais. Uniões Cu/Al2O3 e Fe-28%Ni-23%Co/Al2O3 foram produzidas em alto-vácuo após a metalização mecânica utilizando-se as ligas de adição: VH-780 (Ag-Cu), SCP-2 (Ag-Cu-Pd) e VH-950 (Au-Ni). Analisou-se a influência dos parâmetros de metalização, material dos filmes depositados e temperatura na microestrutura e resistência mecânica das uniões.Verificou-se que com todos os revestimentos avaliados é possível a brasagem. A análise microestrutural revelou uma zona de precipitação, resultante das reações entre o revestimento metálico e a liga de adição. De um modo geral, as microestruturas das uniões contém além da zona de precipitação e camada de reação um microconstituínte eutético, oriundo do material de adição.
33

Estudo e maximização da tenacidade em ferros nodulares ferríticos brutos de fundição

Brzostek, Jeferson Alexandre January 2000 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:13:28Z : No. of bitstreams: 1 184512.pdf: 16833330 bytes, checksum: 6de8e2c0feeaf35aa0d4395d25b028b9 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito de variações de Si, de teores residuais de Cu e Mn e da prática de pós-inoculação sobre a tenacidade em ensaio Charpy de Ferros Nodulares Ferríticos no estado bruto de fundição. Também são discutidos os efeitos sobre a microestrutura e demais propriedades mecânicas. Adotou-se o método Taguchi (DOE) para o projeto dos experimentos e a técnica ANOVA para interpretação dos resultados. Estudou-se o efeito de variações de Si entre 2,2-2,4% e 2,1-2,7%, Cu entre 0,04-0,08% e 0,05-0,12%, Mn entre 0,13-0,20% e 0,15-0,30% e da adição de 0,1% de pós-inoculante. Si e pós-inoculação apresentaram forte efeito ferritizante e de aumento no número de nódulos. Cu e Mn apresentaram efeito perlitizante. Apesar do efeito fragilizante, o aumento nos teores de Si contribuíram para a elevação da energia absorvida. A pós-inoculação apresentou efeito mais significativo no aumento da energia absorvida em temperaturas de ensaio mais baixas. Aumentos nos teores de Cu e Mn resultaram em redução da energia absorvida. Com os resultados obtidos constatou-se que propriedades de tenacidade otimizadas podem ser alcançadas com baixos teores de elementos residuais, teores de Si em uma faixa de 2,4 a 2,7% de forma a garantir uma estrutura predominantemente ferrítica, além de uma eficiente prática de pós-inoculação que resulte em um elevado número de nódulos.
34

Estudo da influência de diferentes estados superficiais na resistência ao torque e vida de acoplamentos mecânicos fabricados com aços DIN 16MnCr5 e SAE 10B22M

Foppa, Cristiano January 2009 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho teve por objetivo identificar os limites mínimos de microdureza que permitem atender aos requisitos de resistência ao torque (25 kgf.m) e vida em serviço (40.000 ciclos) de acoplamentos mecânicos utilizados em motores de partida, produzidos com os aços DIN 16MnCr5 e SAE 10B22M, utilizando-se para cada aço amostras de dois lotes (corridas) de fabricação diferentes. Os perfis de microdureza foram obtidos através dos processos de: a) cementação, têmpera e revenimento; b) têmpera e revenimento; c) nitretação; d) utilizando-se a peça no estado conformado e usinado. As variações no processo objetivaram ampliar as diferenças entre os perfis de microdureza, de modo a melhor correlacioná-las com os requisitos de torque e vida em serviço. Os resultados mostram que diferentes lotes de fabricação (corridas) para o mesmo tipo de aço não influenciam nos resultados de torque e vida em serviço. Todos os tipos de tratamento, inclusive as peças apenas no estado conformado, resultam em resistência a torção acima do valor mínimo especificado (25kgf.m), porém os aços com camada cementada apresentam menor deformação superficial. A maior deformação nas peças sem tratamento térmico e nitretadas resulta em perda de função do produto. Ambos os aços quando cementados, temperados e revenidos superam o número de ciclos especificado (40.000 partidas). O aço SAE 10B22M, somente no estado temperado, supera as 40.000 partidas, finalizando os testes em ótimas condições de uso. O aço DIN 16MnCr5 somente no estado temperado e revenido e os dois tipos de aço somente nitretado e sem tratamento térmico não atingem o número de ciclos especificado.
35

Obtenção e caracterização de espumas cerâmicas de alumina para uso como queimadores radiantes

Argüello, Verónica Moreno 24 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274065.pdf: 2873398 bytes, checksum: a07354bf572d32ef37099fa60a60f486 (MD5) / Espumas cerâmicas são cerâmicas porosas celulares que podem ser produzidas por diferentes métodos, dentre os quais se encontram réplica, sacrifício de template e espumação direta. Espumas cerâmicas possuem propriedades distintas que fazem delas um material muito versátil, utilizado em diferentes aplicações, tais como queimadores radiantes porosos. Os queimadores são constituídos de uma cerâmica que, além de resistir a temperaturas elevadas (>1000°C), deve apresentar alta resistência ao choque térmico. Neste trabalho, foi utilizado o método da réplica para a obtenção de espumas de alumina. Espumas de poliuretano foram impregnadas com suspensões aquosas de 50-60% em massa de sólidos (Al2O3) e aditivos (ligante e dispersante). Um planejamento experimental foi projetado para estabelecer as concentrações adequadas de cada um dos componentes dentro da suspensão. A viscosidade e a tixotropia da suspensão foram avaliadas e ajustadas a uma impregnação adequada das espumas poliméricas. As espumas poliméricas foram impregnadas e submetidas a um tratamento térmico para a degradação térmica de poliuretano a 400oC durante uma hora e subseqüentemente sinterizadas a temperaturas entre 1500oC e 1600oC durante 3 h para a densificação dos filamentos e paredes celulares. As espumas de alumina obtidas foram caracterizadas mediante análises de resistência à compressão, resistência à flexão a alta temperatura, permeabilidade, morfologia e porosidade. A permeabilidade e a resistência à compressão das espumas foram correlacionadas à microestrutura e à morfologia celular. A resistência à flexão a alta temperatura foi utilizada para predizer o comportamento mecânico das espumas quando utilizadas nos queimadores radiantes. Testes em um queimador piloto foram realizados. Diferentes relações de arcombustível e velocidades de chama nos queimadores foram avaliadas. A temperatura de sinterização que apresentou melhores resultados foi 1600oC, que promoveu maior densificação nas paredes das células e aumento na resistência mecânica. Concluiu-se que a porosidade está diretamente relacionada com a temperatura de sinterização. As espumas se tornaram pouco resistentes a altas temperaturas podendo comprometer o seu funcionamento nos queimadores radiantes. Com uma razão mistura reagente contendo 5% de combustível em volume com 100% de excesso de ar, a chama foi estabilizada em uma velocidade de chama de 30 a 36 cm/s, em temperaturas superiores a 1150oC. / Ceramic foams are cellular porous ceramics that can be produce by different methods, like replica method, sacrificial template method and direct foaming method. Foams are a type of porous ceramic which present many properties making them a very versatile material, used in different applications, like radiant porous burners. Radiant burners consist of ceramic materials which must resist at high temperatures (> 1500°C) and provide high thermal shock resistance. In this work, the replication method was used to obtain alumina foams. Polyurethane foams were impregnated with aqueous suspensions of 50-70% wt. solid (Al2O3) and additives (binders and dispersants). An experimental design was made to establish the appropriate concentration of each component in the suspension. The viscosity and the thixotropy of the suspension were evaluated and adjusted to an appropriate impregnation of the polymeric foam. The impregnated foams were heat treated for degradation of polyurethane at 400°C/1h and subsequently sintered (between 1500°C and 1600°C/3h) for densification of the struts and cell walls. The alumina foams obtained were characterized by analysis of compression strength, flexural strength at high temperature, permeability, porosity and morphology. Permeability and compressive strength of the foams were correlated to the microstructure and cellular morphology (size and geometry of the cells). Flexural strength at high temperature was used to predict the mechanical behavior of the foams when used in radiant burners. Tests on a pilot radiant burner were also performed. Different airfuel ratios and flame rates were evaluated. The sintering temperature of 1600°C promoted higher densification and increase in mechanical strength. It was found that the porosity is directly related to the sintering temperature. The low mechanical strength of the ceramic foams at high temperatures may compromise their performance in radiant burners. With a 5% vol. fuel and 100% excess air mixture reagent, the flame stability at a rate of 30 to 36 cm/s was reached at temperatures higher than 1150oC.
36

Caracterização de ligas binárias nanoestruturadas dos sistemas Zn-Sb, Ge-Sb, Al-Sb e Co-Sb produzidas por síntese mecânica

Triches, Daniela Menegon January 2009 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:03:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265370.pdf: 2104108 bytes, checksum: 42f462426422aae0b4be12a52dcfc18c (MD5) / A síntese de materiais nanoestruturados bem como o estudo de suas propriedades físicas tem gerado enorme interesse do ponto de vista científico devido a uma série de novas aplicações tecnológicas que estes materiais possibilitam. Os trabalhos dessa tese de doutoramento produziram por Síntese Mecânica semicondutores nanoestruturados com potencial termoelétrico dos sistemas Zn-Sb e Co-Sb, ligas do sistema Al-Sb e soluções sólidas do sistema Ge-Sb. As propriedades físicas destes materiais em condições ambientes e, em alguns casos sob altas pressões, foram estudadas pelas seguintes técnicas experimentais: difração de raios x e refinamento estrutural usando o método de Rietveld, espectroscopia fotoacústica, calorimetria diferencial de varredura, fluorescência de raios x com energia dispersiva, espectroscopia Raman e absorção de raios x em altas pressões usando células de diamante. Os materiais nanoestruturados produzidos e apresentados nessa tese apresentaram diferenças nas suas propriedades físicas com relação àquelas das ligas de mesma composição química produzidas por outras técnicas, tanto em condições ambientes quanto em altas pressões. A influência da componente interfacial nas propriedades físicas dos materiais nanoestruturados foi avaliada e foram observadas importantes mudanças nas condutividades térmicas das ligas ZnSb, AlSb e CoSb3. No caso das soluções sólidas foi observado um aumento no limite de solubilidade. Nas medidas sob altas pressões, a componente interfacial mostrou grande influência nas transições de fase induzidas por pressão, especialmente aquelas do ZnSb. Synthesis and study of nanostructured materials have generated great interest by the scientific point of view due to several new possibilities of technological applications. In this Doctoral thesis, nanostructured semiconductors with thermoelectric potential of Zn-Sb and Co-Sb systems, alloys of Al-Sb system and solid solutions of Ge-Sb system were produced. The physical properties at ambient and, in some cases at high pressure conditions, were studied by the following experimental techniques: x-ray diffraction and structural refinements using Rietveld method, photoacoustic spectroscopy, differencial scanning calorimetry, energy dispersive x-ray fluorescence, Raman and absorption x-ray spectroscopies at high pressures with diamond anvil cell. The nanostructured materials produced and presented in this thesis showed differences in their physical properties as compared to alloys of equal chemical composition produced by other techniques, both at ambient and high-pressure contitions. The influence of interfacial component in the physical properties of the nanostructured materials was evaluated and it was observed important changes in the thermal conductivity of the ZnSb, AlSb and CoSb3 alloys. In the case of the solid solutions, it was observed an increasing in the limit of solubility. In the high pressure tests, the interfacial component showed huge influence on the pressure-induced phase transitions, especially for ZnSb.
37

Modelamento matemático do comportamento plástico do sistema argila-água no processo de extrusão

Andrade, Fernando Augusto de 24 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275384.pdf: 2066665 bytes, checksum: 756de528ec312505cf573056c0e598e2 (MD5) / As argilas, quando misturadas com água, adquirem a propriedade chamada plasticidade que tem papel fundamental durante o seu processamento. As técnicas empregadas na caracterização da plasticidade muitas vezes não revelam resultados quantitativos que permitam sua aplicação em modelos matemáticos do processo de conformação a que serão submetidas as argilas. Este projeto teve por objetivo estudar os métodos empregados na medição de plasticidade do sistema água-argila e desenvolver um modelo matemático baseado em ensaio de compressão para avaliação da plasticidade. Foram estudadas três argilas e a plasticidade foi também caracterizada pelos métodos de Pfefferkorn e de Atterberg. A partir dos ensaios de compressão, parâmetros foram obtidos para inserção no modelo matemático desenvolvido para o processo de extrusão. Foi possível observar uma correlação entre tensão efetiva de compressão e umidade, dentro de cada grupo de argila. Em seguida, os resultados teóricos da pressão de extrusão foram comparados aos resultados experimentais para bocais circulares e retangulares. Os modelos desenvolvidos mostraram um ótimo acordo com os valores experimentais obtidos, bem como aqueles encontrados na literatura. Para a equação que modela o processo de extrusão, a tensão efetiva obtida pelo ensaio de compressão foi um parâmetro significativo que revela o comportamento da argila durante o seu processamento.
38

Reciclagem de poliestireno expandido (EPS) para o uso na fabricação de perfilados de poliestireno (PS)

Sarkis, Carlos Eduardo 24 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:10:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299506.pdf: 1148745 bytes, checksum: 0b85f03e1dc3db4f3f1a32dc6c61ee71 (MD5) / Mesmo presente em pequena percentagem de massa nos resíduos sólidos urbanos gerados, o poliestireno expandido (EPS) ocupa um grande espaço nos depósitos de lixo devido à sua baixa relação massa/volume, tornando necessária a busca de tecnologias para a viabilização econômica da sua cadeia de reciclagem. O EPS reciclado por processo de extrusão, quando ocorre então a sua degaseificação, poderia ser utilizado em muitas das aplicações do poliestireno (PS) cristal (ou de uso geral). Com a grande oferta de produtos eletro-eletrônicos, principalmente componentes de computadores, nas cooperativas e associações de catadores que recebem o material proveniente da coleta seletiva dos municípios da grande Florianópolis, neste trabalho estudou-se como uma alternativa para a reciclagem do EPS a produção de perfis de PS para aplicação na construção civil. Devido as propriedades mecânicas insatisfatórias do poliestireno para tal aplicação, blendas com PSAI e ABS foram obtidas. A incorporação de PSAI e ABS no PS (obtido a partir do EPS reciclado) incrementa a sua tenacidade, possibilitando a ampliação da gama de aplicações. Diversas composições da mistura PS/PSAI/ABS foram preparadas buscando-se a relação que apresente as melhores propriedades na fabricação de perfis de PS extrudados. Borracha termoplástica do tipo SBS foi utilizada como agente compatibilizante. Tais resultados permitem concluir que a reciclagem do EPS possibilita a fabricação de produtos com valor agregado diferenciado, viabilizando a sua cadeia de reciclagem / Despite being present in small percentage of mass at the municipal solid waste generated, the expanded polystyrene (EPS) occupies a large space in landfills due to its low relation weight / volume, making necessary to search technologies for the economic feasibility of its chain recycling. The EPS recycled by extrusion process, when it occurs its degassing, could be used in many applications of general purpose polystyrene (GPPS). With the wide offer of electronic products waste, especially computer components, in cooperatives and associations of collectors that receive material from the waste collection in the municipalities of Florianopolis, in this work was studied, as an alternative for the EPS recycling, the production of profiles of PS for application in construction. Because of the lower mechanical properties of PS for this application, PS blends with HIPS and ABS were obtained. The blend of HIPS and ABS with the PS (obtained from recycled EPS) increases its toughness, allowing wider range of applications. Several compositions of the mixture PS / HIPS / ABS were prepared aiming for the relation which has the best mechanical properties in the manufacture of extruded profiles of PS. Thermoplastic rubber SBS type was used as compatibilizing agent. The results indicate that the recycling of EPS allows the manufacture of products with differentiated value-added, enabling its recycling chain
39

Estudo da degradação térmomecânica e fotooxidativa de poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) para fins de reciclagem primária

Klein, Fernando Roberto 24 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271862.pdf: 1702206 bytes, checksum: a842479b19a256df2f9b663049697850 (MD5) / O interesse da reciclagem primária do copolímero de acrilonitrila, butadieno estireno (ABS) é crescente, principalmente para a indústria automobilística e de eletrodomésticos que utilizam muito este material. Um dos problemas encontrados no re-processamento do ABS é a sua susceptibilidade a alterações estruturais devido à degradação térmica ou fotooxidativa. Normalmente, esses processos de degradação resultam na diminuição das propriedades mecânicas e mudança de propriedades óticas (principalmente amarelamento). Desta maneira, o conhecimento do processo de degradação do ABS e as modificações de propriedades físicas e químicas tornam-se importantes para avaliar a possibilidade de reciclagem deste material em aplicações sem a depreciação de custo do produto fabricado. Neste trabalho foi avaliada a degradação do ABS após envelhecimento térmico e fotooxidativo. A condição de envelhecimento foi escolhida com o intuito de simular a degradação que esse polímero é submetido durante seu ciclo de vida como materiais utilizados na indústria automobilística e de eletrodomésticos. As mudanças das propriedades físicas do ABS envelhecido e não envelhecido foram observadas a partir dos ensaios mecânicos de tração, impacto, análise dinâmico-mecânica (DMA) e pelo índice de amarelecimento. A Espectrometria no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) foi utilizada para verificar o aparecimento de bandas características do processo de degradação desse polímero. Os resultados mostraram que há redução das propriedades mecânicas e amarelecimento do ABS após o envelhecimento térmico e/ou fotooxidativo. Entretanto, pôde-se concluir que, apesar de constatado o envelhecimento no material quando reprocessado e/ou submetido ao envelhecimento fotooxidativo, esta redução pode não ser tão significativa, possibilitando a reutilização do material para a fabricação de peças técnicas de menor valor agregado; e que as misturas de ABS envelhecido/matéria-prima virgem, nas proporções estudadas, podem apresentar um desempenho similar ao ABS não reciclado. / The interest regarding the primary recycling for Acrilonitrile Butadiene Styrene (ABS) is rising, mainly for vehicle and home appliances industry that have large scale consumption for this material. One of the main problems faced on ABS reprocessing is its susceptibility to structural changes due thermal and photo oxidative degradation. Normally, these degradation processes results in the mechanical properties decrease and optical properties changes (mainly yellowing). The acknowledgement of the ABS degradation process and the physical and chemical properties changes become important to evaluate the feasibility of recycling this material in applications without cost depreciation of manufactured products. In this study it was evaluated the ABS degradation after thermal and photo oxidative aging.The aging condition was chosen looking for simulate the degradation that this polymer is submitted during its lifetime as used materials in automobilist and home appliances manufacturers. The changed physical properties of aged and not aged ABS were investigated by techniques as mechanical tests of Tensile and Impact Strengths, Dynamical-Mechanic Analysis (DMA) and Cromatography as yellowing index. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to evaluate the aging process that inflicts in new characteristic bands. The results drove to the understanding that there is mechanical properties reduction so as the yellowing evolution for the ABS after thermal and/or photooxidative aging. Despite that, it was possible to conclude that even after acknowledged the material aging when reprocessed and/or submitted to the photooxidative aging, the reduction may not be so significant, making possible the material reallocation to the manufacturing of technical parts with lower added value, and that the ABS mixtures aged/raw material, in studied proportions, may deliver a similar performance as none recycled ABS.
40

Processamento e caracterização de filtros cerâmicos catalíticos obtidos a partir de fibras naturais de sílica amorfa

Donadel, Karina 25 October 2012 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286522.pdf: 5937210 bytes, checksum: 4a4ad9521e47be0195f0962d0433c6c1 (MD5) / Este trabalho de pesquisa teve como objetivo principal a investigação e a caracterização dos parâmetros de processamento para a obtenção de filtros catalíticos produzidos a partir de fibras naturais de sílica amorfa, FNSA (suporte/filtro) e Níquel (catalisador), por meio de uma nova rota de deposição denominada rota seca (in situ) na qual a redução do óxido de níquel (NiO) e a sinterização do suporte/filtro ocorrem em uma única etapa de tratamento térmico. Foram obtidos, também, filtros catalíticos pela rota úmida (impregnação), normalmente utilizada industrialmente. Em uma primeira etapa, foram preparadas suspensões aquosas contendo FNSA e bentonita (ligante). As suspensões foram homogeneizadas, secas e desagregadas. O material seco obtido foi umidificado (10%) e compactado (5,4 MPa), uniaxialmente, por meio de uma prensa hidráulica em matriz cilíndrica. Os suportes/filtros fibrosos cerâmicos obtidos foram tratados termicamente no intervalo de temperatura compreendido entre 900 e 1100oC por 30 min. As FNSA foram caracterizadas por fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análises térmicas (DIL e DTA/ATG). A resistência mecânica dos suportes/filtros fibrosos variou entre 1,94 e 2,41 MPa. A porosidade permaneceu praticamente constante (62-65%) e os valores obtidos para a permeabilidade k1 variaram de 4,18 a 5,15 x 10-12 m2 e para k2 de 3,19 a 4,70x10-7 m2. A segunda etapa foi a obtenção dos filtros catalíticos pela nova rota seca (in situ), onde as FNSA, bentonita e o NiO (3,67% e 6,79%) foram misturados a seco e umidificados. Na rota úmida o pó contendo FNSA e bentonita foi adicionado em uma solução de nitrato de níquel hexahidratado (0,5M) sob agitação e aquecimento (70ºC/180 min). Em ambas as rotas, o pó obtido foi umidificado (10% em massa) e prensado, uniaxialmente, a 5,4 MPa. Os compactos verdes foram aquecidos até 500oC/60min a 5oC/min em uma atmosfera de 5%H2/95%N2 para a redução do NiO/Ni(NO3)2, seguido por um aumento da temperatura até 1000oC/60min a 10oC/min em N2 para sinterização. Os filtros catalíticos foram caracterizados de acordo com as suas propriedades físicas, químicas, mecânicas, microestruturais e fluidodinâmicas. A eficiência de filtração foi de 99,9% para todos os filtros estudados. Os filtros catalíticos de fibras naturais de sílica amorfa com níquel depositado sobre as fibras foram produzidos com sucesso através de duas técnicas diferentes, chamadas nova rota seca (in situ) e rota úmida. A nova rota seca (in situ) mostrou uma maior eficiência, em altas temperaturas, na conversão dos gases propano e propeno, atingindo conversões de 53% e 81%, respectivamente. Os filtros catalíticos obtidos mostraram-se promissores para serem usados na remoção de partículas e purificação de gases gerados no processo de combustão de veículos diesel. / This research work aimed the investigation and characterization of the processing parameters to obtaining of catalytic fibrous filters produced from natural amorphous silica fibers, NASF (support/filter) and nickel (catalyst), by a new deposition route denominated dry route (in situ) in which the reduction of the added nickel oxide (NiO) and support/filter sintering occurs in a single heat-treatment step. Catalytic filters were also obtained by the wet route (impregnation), commonly used in the industry. Initially, aqueous suspensions containing NASF and bentonite (as binder) were prepared. The suspensions were homogenized, dried and disaggregated. The obtained dried material was then humidified (10 wt.%) and uniaxially pressed (5.4 MPa) by using a hydraulic press in a cylindrical matrix. The obtained compacts (supports/ceramic fibrous filters) were then heat-treated in the 900-1100oC temperature range for 30 min. The NASF were characterized by X-ray fluorescence (XRF), Xray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), thermal analysis (DIL and DTA/TGA). The mechanical strength of the supports/fibrous filters ranged between 1.94 and 2.41 MPa. The porosity remained almost constant (62-65%) and the values obtained for the permeability k1 ranged from 4.18 to 5.15 x 10-12 m2 and for k2 from 3.19 to 4.70x10-7 m2. In a second step, catalytic filters were obtained by the new route (dry-in situ), where NASF, bentonite and NiO (3.67 and 6.79%) were dry mixed and humidified. In the wet route the powder containing NASF and bentonite was added in a nickel nitrate solution (0.5M) and then stirred and heated at 70oC/180 min. In both routes the obtained powder was humidified and uniaxially pressed at 5.4 MPa. The green compacts were then heated up to 500°C/60 min at 5°C/min in a 5%H2/95%N2 atmosphere for the NiO/Ni(NO3)2 reduction and then the temperature was increased up to 1000oC/60 min at 10°C/min in N2 for sintering. The catalytic filters were characterized according to their physical, chemical, mechanical, microstructure and fluid dynamic properties. The filtration efficiency was of approximately 99.9% for all filters. Fibrous Ni-deposited natural amorphous silica catalytic filters were successfully produced through two different techniques named wet and dry routes. The new route dry (in situ) showed a higher efficiency at high temperatures, the conversion of propane and propylene gases, reaching conversions of 53% and 81% respectively. The catalytic filters obtained showed to be promising for use to remove particulates and purify the gases generated in the combustion process of diesel vehicles.

Page generated in 0.1157 seconds