Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 293897.pdf: 2495192 bytes, checksum: 0e0d39331c479b73f6be0d3c467b3fe9 (MD5) / O presente trabalho consiste na investigação sobre a influência da geometria de aplicação através de desenhos variados, bem como da fração de área cobertura de um esmalte compósito, com matriz vitrocerâmica do sistema LZSA (Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3) reforçado com partículas cristalinas de silicato de zircônio (ZrSiO4), aplicado sobre a superfície vítrea de um revestimento cerâmico brilhante, cujo objetivo é otimizar a relação entre resistência ao risco e o brilho e analisar as propriedades antiderrapantes do produto, através do aumento do coeficiente de atrito. Neste contexto, investigou-se a influência da geometria da aplicação serigráfica e da fração de área de cobertura nas características superficiais de revestimentos esmaltados de um esmalte compósito, tendo uma composição vitrocerâmica do sistema LZSA (Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3) como matriz e partículas de silicato de zircônio (20% em massa) como reforço. Aplicou-se o esmalte compósito sobre a superfície vítrea de um revestimento cerâmico brilhante com a técnica de serigrafia. Foram ensaiadas quatro geometrias, com fração de área de cobertura diferentes, fixando o livre caminho médio entre uma geometria e seu vizinho mais próximo. Após a aplicação e queima, as peças foram submetidas a ensaio de dureza Mohs, abrasão pelo método do PEI, manchamento, coeficiente de atrito e microscopia óptica, para analisar suas propriedades físico/mecânicas. Os principais resultados mostraram que a melhor relação brilho versus risco foi obtida com a geometria circular. No ensaio do brilho, o melhor resultado obtido, foi com livre caminho médio de 0,605 mm e fração de área de cobertura de 11%. Nessa faixa o brilho obtido foi de 52,9 UB comparado com a peça lisa que apresenta 66,6 UB, sem perder a característica de piso brilhante. A resistência ao risco subiu de 3 na peça lisa, para 5 na peça aplicada com material compósito vitrocerâmico. A resistência à abrasão pelo método do PEI passou de classe III, peça lisa, para classe V na peça decorada. A resistência ao manchamento também aumentou independente do agente manchante utilizado nesse estudo. A característica de produto antiderrapante foi confirmada pelo ensaio da determinação do coeficiente de atrito onde se observa que a peça sem decoração no ensaio molhado tem um coeficiente de atrito de 0,39 e a peça decorada um coeficiente de atrito igual a 1, o que permitiu concluir que a geometria circular dentre todas as estudadas apresenta-se como melhor resultado para melhorar as características técnicas dessa tipologia de produto. / The present work is to investigate the influence of geometry through the application of various designs, as well as the fractional area coverage of an ceramic glazes composite, ceramic matrix system LZSA (Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3) particles reinforced with crystalline silicate zirconium (ZrSiO4) applied on the glassy surface of a bright ceramic tile, whose goal is to optimize the relationship between brightness and scratch resistance and slip properties to analyze the product by increasing the coefficient of friction. In this context, we investigated the influence of the geometry of the application and the fraction of the coverage area of a ceramic glazes composite ceramic composition having a system LZSA (Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3) as the matrix and particles of zirconium silicate (20%) as reinforcement. We applied the composite ceramic glazes on the glassy surface of a ceramic tile with bright silk-screen printing technique. Four geometries were tested, with the fraction of different coverage area, setting the mean free path between an geometry and its nearest neighbor. After applying and firing, the samples were assayed mohs hardness, abrasion by the SIA method, staining, friction coefficient and optical microscopy, to analyze their physical / mechanical. The results showed that the best brightness versus risk ratio was obtained with the circular geometry. In the assay of the brightness best result was with mean free path of 0.605 mm, and fractional area coverage of 11%. On that track the brightness obtained was 52.9 compared with the UB flat piece that has 66.6 UB, without losing the character of the shiny floor. The scratch resistance rose from 3 in the flat part, to 5 in number with applied glass ceramic composite material. The resistance to abrasion by the method of the PEI went from class III, flat piece to class V in the decorated part. The resistance to staining also increased regardless of the staining agent used in this study. The product characteristic was confirmed by the slip test for determining the friction coefficient which shows that the test piece without the decor has a wet coefficient of friction of 0.39, and decorated a number of friction coefficient equal to 1, which concluded the circular geometry of all the studied presents the best result to improve the technical characteristics of this type of product.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-25T17:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300822.pdf: 8906504 bytes, checksum: 568d544f9db87328dcc0ca0b1faaaede (MD5) / Este estudo trata da obtenção de portadores de ferro com adição de nanopartículas cerâmicas, cuja eficiência foi testada como agente nucleante da grafita nos ferros fundidos. Técnicas de processamento coloidal foram aplicadas na confecção dos portadores constituídos de uma matriz metálica de ferro com partículas cerâmicas de SiO2, Al2O3, ZrO2 ou BaTiO3, em teores de 1, 2.5 e 7.5 vol.% e tamanho nanométrico, dispersas a esta. Ensaios reológicos foram utilizados para determinar as condições necessárias para obter suspensões aquosas estáveis de baixa viscosidade para serem conformadas via colagem em molde de gesso. A fração de pó de ferro, 40 vol.%, pH alcalino (9-10.5), adição de agente dispersantes, 2 vol.% de poliacrilato de amônia (PAA), foram as condições otimizadas. Caracterizações microestruturais foram feitas para determinar a homogeneização da dispersão das nanocerâmicas na matriz metálica. O processo de moagem de alta energia foi aplicado nos portadores colados a fim de obter uma melhor dispersão das nanocerâmicas na matriz de ferro, deformada plasticamente. A atuação desses compactados como agente nucleante da grafita foi avaliada em uma liga base de ferro fundido cinzento. Nesse caso, foram criadas todas as condições para favorecer a reação metaestável: liga metálica hipoeutética, condições de alto superresfriamento (manutenção em forno por 14 h a 1535ºC), no intuito de eliminar todos os núcleos pré-existentes; vazamento em molde para análise térmica com telúrio, favorecendo a formação de carbetos. Dessa forma, a ocorrência de grafita nas amostras de ferro fundido com portadores Fe-ZrO2 (1 e 2.5% colado e 2.5 e 7.5% moído) e Fe-BaTiO3 (2.5 e 7.5% colado e moído) atribuiu-se às condições termodinamicamente favoráveis criadas a partir destas partículas no meio ao líquido permitindo a nucleação da grafita. O evento de solidificação foi acompanhado via análise térmica e os microconstituintes obtidos foram analisados microscopicamente. Foi observado que a grafita formada se encontra próxima aos portadores, os quais não foram totalmente dissolvidos e flotaram para a superfície do molde. / This study deals with the fabrication of cast iron with addition of ceramic nanoparticles whose efficiency was tested as a nucleation agent of graphite. Colloidal processing techniques have been applied for obtaining carriers consisting of an iron metal matrix with dispersed particles of SiO2, Al2O3, ZrO2 or BaTiO3, at 1, 2.5 and 7.5 vol.% and nanometric size. Rheology tests were used to determine the conditions necessary to obtain stable aqueous suspensions of low viscosity to be cast in plaster molds. The optimized conditions were fraction of iron powder (40%vol.), pH (9-10.5), amount of coupling agent (2 vol.% ammonium polyacrylate).Microstructural characterization was done to determine the homogenization of the dispersion of nanoparticles in the metal matrix.The high-energy milling process was applied in cast carriers in order to obtain a better dispersion of nanoceramics in the plastically deformed iron matrix. Their performance as nucleation agents of graphite was evaluated in a basis alloy of grey cast iron. In this case, conditions to favour the metastable reaction were suplied: hypoeutectic alloy, conditions of high overcooling (holding in oven for 14 h at 1535ºC), in order to eliminate any pre-existing nuclei; casting mould for thermal analysis with tellurium, favouring the formation of carbides. In this way, the occurrence of graphite in cast iron samples with carriers Fe-ZrO2 (1 and 2.5% cast and 2.5 and 7.5% milled) and Fe-BaTiO3 (2.5 and 7.5% cast and milled) was assigned to the thermodynamically favourable conditions created from particles in the middle to the liquid allowing graphite nucleation. The event was accompanied by solidification and thermal analyses and the microconstituents obtained were analyzed microscopically. It was noticed that the graphite is formed next to carriers, which have not been fully dissolved and floated on the surface of the mold.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300576.pdf: 18377818 bytes, checksum: 207e9e6231ede54e39dd6c52f7a2fa23 (MD5) / O concreto celular pode ser entendido como uma espuma cerâmica de poros fechados, fabricada a partir da aeração de uma pasta aquosa de cimento Portland, contendo ou não agregados miúdos, através da incorporação química ou mecânica de um agente formador de poros. Isolamento térmico e acústico, leveza e alta resistência ao fogo são algumas das propriedades que tornam este material muito atrativo para a área de construção civil, onde atualmente é aplicado na substituição de tijolos de alvenarias convencionais. Este projeto ratifica, por meio de planejamentos experimentais (DOE) e outras ferramentas estatísticas, o fator percentual de alumínio como o mais importante para a variação das variáveis respostas densidade, resistência à compressão e coeficiente de condutividade térmica do concreto celular autoclavado. Outros fatores avaliados nos experimentos foram percentuais de vermiculita e de cal e concentração de cimento. Equações lineares que representam as relações entre densidade e resistência à compressão e densidade e coeficiente de condutividade térmica também foram obtidas e propostas neste trabalho. A necessidade de se entender quais outros potenciais de uso do concreto celular na indústria, como por exemplo, isolantes em fornos residenciais e industriais, foi o grande motivador deste estudo. / Cellular concrete is a ceramic foam with closed porous, produced from the aeration of the Portland cement, containing or not small aggregates, via inclusion of a chemical or a mechanical porous agent former. Thermal and acoustic insulation, low weight and high fire resistance are properties that become this material very attractive for building construction applications. This project confirms, thus design of experiments (DOE) and other statistical tools, that the aluminum percentage is the most important factor to the responses density, mechanical strength and thermal conductivity coefficient for the autoclaved cellular concrete. The other factors evaluated in this study were the vermiculite, lime and cement concentrations. Moreover, this project delivers linear equations that correlate density and mechanical strength and density and thermal conductivity coefficient. The need for understanding the potential use of this technology in other industrial areas, like, for example, insulation in home appliances or industrial ovens, was the main motivation of this study.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T21:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288061.pdf: 17350900 bytes, checksum: 5255f996446b20ce764c7ded794d0a78 (MD5) / Nos trabalhos científicos dos últimos anos as questões ligadas à preservação ambiental têm adquirido grande relevância e um dos grandes desafios a serem alcançados é a reciclagem de materiais descartados pelos diferentes setores produtivos. Devido às agressões causadas ao meio ambiente, pelo desenvolvimento tecnológico através do descarte de resíduos, buscou-se, neste estudo avaliar a possibilidade de utilizar apenas resíduos industriais como matérias-primas alternativas na fabricação de revestimentos cerâmicos. Diferentes resíduos industriais classificados como não perigosos foram selecionados: lamas de processos de britagem de gnaisse, lamas do processo de corte e polimento do varvito, lodos do processo de clarificação/purificação de água potável e uma argila também classificada como resíduo. Todos os resíduos, na forma como foram gerados, foram secos e desagregados em moinhos de bolhas, sendo caracterizados por fluorescência de raios X, difratometria de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica, dilatometria ótica e distribuição de tamanho de partículas. A aplicabilidade destes resíduos na confecção de cerâmicas rústicas para revestimento foi guiada pelo diagrama de fases do sistema SiO2-K2OAl2O3 e quatro formulações foram estabelecidas. Para os testes iniciais, estas formulações foram homogeneizadas e prensadas na forma de Resumo pastilhas e sinterizadas a 900, 950, 1000, 1050, 1100 e 1150ºC. A plasticidade das formulações foi avaliada pelo método de Casagrande, e a técnica de extrusão foi utilizada como processo de conformação. As amostras extrudadas foram sinterizadas a 1100 e 1150ºC com 40 min de patamar e caracterizadas por difratometria de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica, dilatometria ótica, retração linear, absorção de água e resistência mecânica a flexão. As fases cristalinas identificadas foram associadas às condições de queima (temperatura, tempo, atmosfera), bem como às características intrínsecas das matériasprimas, como composição química, distribuição de tamanho de partícula e homogeneidade. Os resíduos provaram ser uma boa fonte de matériasprimas alternativas e suas formulações correspondentes se mostraram viáveis para a fabricação de revestimentos cerâmicos. / In recent years scientific issues related to environmental preservation have acquired great importance and a major challenge to be achieved is the recycling of materials discarded by the different productive sectors. Due to the damage caused to the environment by technological development through the disposal of waste, this study sought to evaluate the possibility of using only industrial waste as alternative raw materials in the manufacture of ceramic tiles. Different industrial wastes classified as non-hazardous were selected: sludge from the crushing process of gneiss, sludge from the cutting and polishing process of varvite, sludge from the process of filtration/clarification of potable water and a clay also classified as waste. All wastes were dried and disaggregated in ball mills, and characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, differential thermal and gravimetric analysis, optical dilatometry and particle size distribution. The applicability of these wastes in the rustic ceramic tiles manufacture was guided by the phase diagram of the system SiO2-K2O-Al2O3, and four formulations were established. For initial testing, these formulations were mixed and pressed into pellets, and sintered at 900, 950, 1000, 1050, 1100 and 1150ºC. The formulations plasticity was evaluated by the Casagrande method, and the extrusion technique was used for the shaping process. The extruded samples were fired at 1100 and 1150ºC Abstract for 40 min and characterized by X-ray diffraction, differential thermal and gravimetric analysis, optical dilatometry, linear shrinkage, water absorption and flexural strength. The identified crystalline phases were associated with the sintering conditions (temperature, time, atmosphere) as well the intrinsic characteristics of raw materials such as chemical composition, particle size and homogeneity. The waste proved to be a good alternative raw material and corresponding formulations were shown to be viable for the manufacture of ceramic tiles.

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287639.pdf: 3129551 bytes, checksum: 4001307ce3da35e09ce684a95ca7b84f (MD5) / O estudo de compósitos poliméricos condutores de eletricidade (CPCEs) têm recebido atenção especial, devido ao grande potencial em aplicações tecnológicas, tais como: dissipação de carga eletrostática e proteção contra interferência eletromagnética. A incorporação de aditivos condutores, tais como: negro de fumo condutor (NFC) e nanotubos de carbono (NTCs), em matrizes de elastômeros termoplásticos é uma alternativa para produção de CPCEs com propriedades mecânicas semelhantes às de uma borracha vulcanizada, sem a necessidade do uso de agentes de vulcanização. Neste trabalho foram preparados compósitos condutores de eletricidade, de elastômero de poliuretano termoplástico (TPU) com diferentes concentrações e tipos de aditivos condutores (NFC, NTCs, e NTCF), a partir de duas técnicas de mistura: mistura por solução e mistura por fusão. Os compósitos obtidos foram caracterizados, sendo suas morfologias e propriedades viscoelásticas, térmicas e elétricas avaliadas através, de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG); espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR); análise dinâmico mecânica (DMA); termogravimetrica (TG); calorimetria diferencial de varredura (DSC); medidas de condutividade; e proteção contra interferência eletromagnética (EMI-SE). Para os compósitos obtidos através de mistura por fusão, foram ainda avaliadas as propriedades reológicas, através de um reômetro de placas paralelas. A técnica de mistura e tipo de aditivos, influenciam na estabilidade térmica, nos valores de condutividade e nos limiares de percolação. Os resultados mostram que todos os compósitos atingem valores de condutividade elétrica próximos aos dos aditivos condutores, exceto os compósitos com NTCF preparados por ambas as técnicas. Os compósitos obtidos através da mistura por fusão apresentam menor limiar de percolação, (abaixo de 2% em massa) quando comparado com os compósitos obtidos através da mistura por solução (acima de 4,9% em massa). Estes resultados encontram-se coerentes com os encontrados na eficiência de blindagem eletromagnética, indicando que estes materiais têm um grande potencial para serem utilizados como dissipadores de carga eletrostática e como protetores contra a interferência eletromagnética.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:34:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298418.pdf: 4431883 bytes, checksum: f3dae55d558bf785f9b58f37a150947a (MD5) / Dispositivos spintrônicos apresentam potencial aumento da velocidade de processamento de dados, redução do consumo de energia elétrica e aumento da densidade de integração em comparação com dispositivos convencionais, devido à adição do grau de liberdade relativo ao momento magnético do elétron (spin). Estes dispositivos são atualmente utilizados como sensores magnéticos em cabeças leitoras de discos rígidos e em memórias magnéticas de acesso randômico (MRAM). A crescente demanda por aumento do desempenho e portabilidade dos equipamentos eletrônicos, que requer o desenvolvimento de dispositivos com alta sensibilidade e dimensões reduzidas, torna a spintrônica uma linha de pesquisa amplamente investigada. A possível utilização de dispositivos spintrônicos em dispositivos laterais com canal de spin em um semicondutor controlado por voltagem de gate, nos chamados transistores de spin por efeito de campo (SPINFET), torna os dispositivos spintrônicos prováveis candidatos à superação das limitações da eletrônica convencional. Nesta tese de doutorado são realizados fabricação e estudo de estruturas híbridas para aplicação em transistores de spin com técnicas compatíveis para obtenção de dispositivos com alto desempenho, produção em larga escala e compatibilidade com a aplicação na indústria. O desempenho como sensor magnético de transistores de base metálica crescidos por eletrodeposição foi investigado e a compatibilidade de sua microfabricação com as técnicas utilizadas na indústria microeletrônica testada em um estágio de doutorado na Fondazione Bruno Kessler na Itália. Em um segundo estágio de doutorado realizado na Universidade de Plymouth na Inglaterra, foi desenvolvida a microfabricação de junção túnel magnética com tunelamento coerente, necessário para obtenção de altos valores de magnetorresistência e aumento da sensibilidade dos sensores. A injeção e detecção de spin em silício são investigadas em dispositivos laterais obtidos por nanofabricação. Os dados obtidos mostram uma alta polarização de spin no silício e a medida direta do comprimento de difusão de spin sugere o comprimento de coerência necessário na fabricação destes dispositivos. / Spintronic devices have potential to increase data processing speed, decrease power consumption and increase integration density compared to conventional devices, due to the degree of freedom addition associated with the electron's magnetic moment (spin). These devices are currently used as magnetic sensors in hard disk read heads and magnetic random access memories (MRAM). The growing demand for increased performance and portability of electronic equipment, which requires the development of devices with high sensitivity and small size, makes spintronics a widely investigated area of research. The possible application of spintronic devices in a side-channel device with spin in the semiconductor channel controlled by a gate voltage, in a so-called spin transistors field effect (SPINFET), turns spintronic devices as likely candidates to overcome the limitations of conventional electronics. In this thesis are performed fabrication and study of hybrid structures for application in spin transistors, compatible with techniques to obtain devices with high performance, large-scale production and application in the industry. The performance as a magnetic sensor of metal base transistors grown by electrodeposition was investigated and their compatibility with microfabrication techniques was tested in a stage at the Fondazione Bruno Kessler in Italy. In a second stage at the University of Plymouth in England, a magnetic tunnel junction with coherent tunneling, necessary for obtaining high values of magnetoresistance and increased sensitivity of the sensors was developed. The injection and spin detection in silicon are investigated in lateral devices obtained by nanofabrication. The data show a high spin polarization in silicon and direct measurement of the spin diffusion length suggests the coherence length required in the manufacture of these devices

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230257.pdf: 1699988 bytes, checksum: 700ed87827262865f6b53e8ec9f98f4a (MD5) / Devido à necessidade de oferecer telhas cerâmicas com características superiores aos produtos concorrentes, muitos fabricantes passaram a produzir telhas com recobrimentos superficiais. Ocorre, porém, que a maioria dos fabricantes não avalia a qualidade destes recobrimentos porque não existem ensaios previstos em normas brasileiras, gerando dúvidas sobre a qualidade dos mesmos. Sendo assim, neste trabalho pesquisaram-se as características desejadas pelos consumidores em relação aos recobrimentos superficiais das telhas cerâmicas, buscando estabelecer normas aplicáveis para ensaiar as mesmas. Realizou-se ensaios para avaliar aspectos tecnológicos, estéticos e funcionais. Para ordenar os resultados obtidos, utilizou-se um método de comparação onde foram designados pontos para o desempenho dos recobrimentos. Nos ensaios, os resultados permitiram concluir que os melhores desempenhos foram apresentados pelo recobrimento superficial de silicone. Depois deste, obtiveram as melhores pontuações, em ordem decrescente, os recobrimentos poliéster, de acrílico e de esmalte cerâmico. As telhas naturais (sem recobrimento) foram ensaiadas apenas para efeito comparativo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-22T16:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236953.pdf: 652909 bytes, checksum: 4f7c5e95f8382762e7543a8c44554fcc (MD5) / O envelhecimento dos transformadores está diretamente relacionado à degradação do sistema isolante elétrico, composto principalmente de papel e óleo isolante. Apesar do envelhecimento ser de ambos os materiais, a determinação da vida útil do equipamento está relacionada às características do papel, pois este se constitui como isolante primário do sistema e é de difícil substituição. Por este motivo, o estudo da influência dos diferentes parâmetros que provocam a degradação do papel e de métodos para avaliar o grau do seu envelhecimento, tem sido objeto de estudo de vários pesquisadores, bem como o desenvolvimento de papéis isolantes sintéticos mais resistentes à degradação térmica. Neste trabalho foram avaliados os produtos de degradação térmica do Nomex , utilizando as técnicas de espectroscopia de infravermelho e cromatografia gasosa, buscando agregar informações que venham a contribuir no diagnóstico de falhas elétricas dos transformadores baseado na análise dos produtos dissolvidos no óleo isolante. Uma simulação de falha elétrica, envolvendo os materiais isolantes, foi produzida colocando uma amostra de Nomex entre dois eletrodos imersos em óleo mineral e aplicando tensão até o rompimento do arco elétrico. Através das técnicas de microextração em fase sólida (SPME) e cromatografia gasosa foi possível detectar a presença de anilina no óleo, evidenciando a decomposição térmica do Nomex . As análises das propriedades de superfície do papel em escala nanométrica, tais como, microdureza, módulo de elasticidade e distribuição do tamanho de poros indicaram uma mudança na superfície das amostras de papel Nomex , após permanecerem imersas em óleo durante 164 h à 100 ºC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251820.pdf: 48042837 bytes, checksum: 57f5bad2bba5c4315bcc7ab9b0b4ca67 (MD5) / Esta dissertação descreve o desenvolvimento de um novo reator de plasma, projetado especificamente para o uso da pulverização catódica que ocorre em descarga elétrica em regime anormal, para promover a modificação da composição química da superfície de peças (enriquecimento da camada da superfície com elementos de liga). No caso de componentes obtidos via metalurgia do pó, é possível processar o enriquecimento durante a etapa de sinterização ou, também, em um tratamento específico após a sinterização. Em um reator de plasma é gerado calor em consequência da colisão de íons e átomos neutros rápidos contra o cátodo da descarga. Quando a única fonte de geração de calor no reator é a descarga elétrica, a temperatura alcançada é função dos Parâmetros da descarga, isto é, a voltagem aplicada, a pressão do gás (ou mistura gasosa), a densidade de corrente e outros parâmetros do processo. Para possibilitar variar a temperatura independentemente dos parâmetros de condução da descaraga elétrica, o equipamento projetado e construído possui, dentro da mesma câmara, o sistema de eletrodos na geometria de ânodo-cátodo confinado para a geração do plasma e um sistema de aquecimento resistivo auxiliar. Uma vez que a voltagem aplicada às resitências elétricas é baixa (10 a 60 V), não ocorre interferência do sistema de aquecimento resisitivo na descarga elétrica gerada entre cátodo e ânodo. O trabalho compreendeu estudos teóricos sobre metalurgia do pó, plasma e metodologia de projetos, bem como a aplicação dos mesmos para a elaboração do projeto. Adotou-se uma metodologia de projetos de produtos industriais baseada nos conceitos implementados por Pahl & Beitz, que corresponde à seqüência de fases: projeto informacional, a partir do qual se obtêm informações necessárias no processo de tomada de Decisões; projeto conceitual, no qual a concepção do produto é escolhida de forma a melhor atender às necessidades requeridas; e na fase do projeto detalhado são elaborados os desenhos técnicos, com suas tolerâncias, bem como são definidas as instruções para a execução do mesmo. Foram também realizados estudos sistemáticos do processo de enriquecimento da superfície com molibdênio de amostras de ferro puro durante sinterização a plasma ou após sinterização. Foram avaliados os efeitos da energia de bombardeamento dos íons, da temperatura de tratamento, da configuração do potencial de plasma na deposição de Mo. Os resultados demonstram que o equipamento desenvolvido é adequado para o uso da pulverização catódica de descarga elétrica anormal para produzir modificação da composição química da superfície de peças, quando os parâmetros do processo são variados de forma controlada. This dissertation describes the development of a new plasma reactor, specifically projected for cathodic sputtering using abnormal glow discharge in order to promote the chemical composition modification on the surface of components (outer layer enrichment with alloying elements). In the case of components produced by powder metallurgy, it is possible achieve the enrichment during the sintering step or else, in a specific treatment after sintering. In a plasma reactor, the cathode is heated by the bombardment of ions and fast neutral atoms. When the only source of heat in the reactor is the electrical discharge, the reached temperature is function of the discharge parameters, i.e., the applied voltage, the gas pressure (or gaseous mixture), the current density and other plasma parameters. In order to vary the temperature independently from plasma discharge parameters, the projected and constructed equipment has, in the same reactor chamber, the electrode system in the anode-cathode confined geometry to generate the plasma and an auxiliary electrical resistive heating system. Since the voltage applied to the resistive heating elements is low (10 the 60 V), there is no interference of the resistive heating system in electrical discharge generated between cathode and anode. The work involved theoretical studies on powder metallurgy, plasma and project methodology, as well as the application of the same ones for the elaboration of the project. A project methodology of industrial products based in the concepts implemented for Pahl & Beitz was adopted. Such a methodology corresponds to the sequence: informational project, essential to taking decisions; conceptual project, in which the product concept is chosen with the aim of attending the required necessities; in the detailed project the drawings are elaborated, with its tolerances, and instructions for the execution of project are defined. Also, systematic studies of the surface molybdenum enrichment process of iron samples had been carried out during plasma sintering or after sintering. The effect of ion bombardment energy, treatment temperature and plasma potential configuration in the Mo deposition had been evaluated. The results demonstrate that the developed equipment is appropriate for cathodic sputtering in abnormal electric discharge to produce modification of the surface chemical composition of parts, controlling the process parameters.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:41:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230323.pdf: 1395128 bytes, checksum: f5fca8ac46c9bdad159b705757a90900 (MD5) / A estereolitografia é uma das tecnologias mais utilizadas na prototipagem rápida. Esta técnica consiste na fabricação, em camadas, de protótipos através da polimerização, ou cura, de resinas fotossensíveis por um feixe de laser. Dentre os diversos fatores que contribuem para a obtenção de objetos com qualidade, a composição da resina pode ser considerado um dos principais. Sendo assim, o conhecimento da composição, da cinética de cura da resina e do processo de decomposição desta, permite estimar o comportamento de peças, ferramentas e modelos de estereolitografia sob condições de trabalho. Neste trabalho, o material de estudo foi a resina RenShapeTM SL 5260, empregada em máquinas de estereolitografia que utilizam o laser de He-Cd e operam a 365 nm. A resina RenShapeTM SL 5260 foi caracterizada pelas técnicas espectroscópicas de Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear, indicando a presença de grupos funcionais epóxi e acrilato, assim como, grupos aromáticos. A espectroscopia de Infravermelho foi utilizada para avaliar o processo de cura da resina. Os dados obtidos através da cinética de cura indicaram que os grupos acrilato curam cerca de 3,7 vezes mais rápido que os grupos epóxi. A análise termogravimétrica foi utilizada para o estudo da decomposição térmica da resina. A desconvolução das curvas termogravimétricas da resina líquida apresentou cinco estágios de decomposição e para a resina curada somente três. Os valores de Energia de ativação obtidos pelos métodos de Ozawa e Freeman - Carrol confirmam a alta estabilidade da resina curada em altas temperaturas comparada com a resina líquida. Os resultados obtidos através da análise de infravermelho dos gases envolvidos na decomposição da resina auxiliaram na compreensão dos diferentes estágios para a resina liquida e curada.