Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5709.pdf: 6962111 bytes, checksum: d33dca3369b5b5bf200e07f7f903b9b9 (MD5) Previous issue date: 2013-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main objective of this work was to analyze the viability of the recycling of post-industrial packaging scraps, compounded by multilayer laminated films of PET-HDPE, for production of polymer blends with good physical-mechanical performance. Initially, several PET-HDPE model-blends were developed utilizing pure resins, in which had similar characteristics to the polymers that are effectively utilized by the cosmetic industry that generate the scraps. The model-blends were produced in diverse formulations, starting from a 2² full factorial design of experiments (DOE) and expanding it afterwards to a central composite design, in which varied the PET/HDPE ratio from 0 to 100 wt%. Polyolefin compatibilizers based on glycidyl methacrylate (E-GMA) and maleic anhydride (PE-g-MA) have been used to promote the compatibilization reaction between PET and HDPE. The physical-mechanical properties of the model-blends were evaluated by means of response surface methodology (RSM), a scientific tool that provides a multivariate data analysis. Finally, the post-industrial plastic scraps were diluted in the same compatibilizer concentrations that defined the best conjunct of physical-mechanical properties for the model-blends. The DOE methodology showed to be a useful tool for assessing the recycling of post-industrial scraps, since it was possible to obtain recycled materials with considerable physical-mechanical properties. The deformation at yield enhanced with compatibilizers concentration, while the Young modulus diminished. The utilization of 10 wt% of PE-g-MA enhanced 12x the values of deformation at break, while the use of 10 wt% of E-GMA barely doubled the values of the property. Additionally, the blends compatibilized with PE-g-MA also showed a better performance under impact test. The utilization of 15 wt% of PE-g-MA enhanced the Izod impact resistance in 250%. The better performance of maleic anhydride based compatibilizer (PE-g-MA) is due to the possible presence of nylon-6 at the structure of the scraps, which undergoes a kinetically favorable chemical reaction, facilitating the compatibilization between the components. Finally, one could be demonstrated that starting from a technological premise it s possible to develop scientific models that optimize the recycling route of multilayer flexible packaging films that arise from cosmetic industry. / O presente trabalho teve por objetivo propiciar a reciclagem de aparas de embalagens flexíveis descartadas, compostas por filmes multicamadas laminados de PET-HDPE, para a produção de blendas poliméricas com bom desempenho físico-mecânico. Para isso, inicialmente foram desenvolvidas blendas-modelos de PET-HDPE partindo de polímeros puros, os quais possuíam características similares aos polímeros que efetivamente são utilizados pela indústria cosmética geradora das aparas. As blendas-modelos foram desenvolvidas em diversas formulações, partindo-se de um design de experimentos (DOE) do tipo fatorial completo 2², e posteriormente expandindo-o para um planejamento do tipo composto central, o qual varreu a faixa de composição PET/HDPE de 0 a 100%. Compatibilizantes poliméricos olefínicos à base de metacrilato de glicidila (E-GMA) e anidrido maleico (PE-g-MA) foram utilizados para promover a compatibilização do PET com o HDPE. As propriedades físico-mecânicas das blendas-modelos foram avaliadas com base na metodologia de superfícies de resposta (RSM), uma ferramenta estatística que permite a análise multivariada de dados. Finalmente, as aparas plásticas pós-industriais foram diluídas nas mesmas concentrações dos compatibilizantes que definiram o melhor conjunto de propriedades para as blendas-modelos. O design de experimentos mostrou-se como útil ferramenta para a avaliação da reciclagem de aparas plásticas pós-industriais, uma vez que, partindo do material reciclado, foi possível obter blendas com propriedades físico-mecânicas consideráveis. A deformação no escoamento aumentou com a concentração dos compatibilizantes, ao passo que o módulo de elasticidade diminuiu. A utilização de 10 wt% de PE-g-MA aumentou em mais de 12 vezes a deformação na ruptura das blendas, enquanto que o uso de 10 wt% de E-GMA apenas dobrou os valores dessa propriedade. As blendas compatibilizadas com PE-g-MA também apresentaram melhor resistência ao impacto, sendo que formulações com 15 wt% aumentaram essa propriedade em mais de 250%. O melhor desempenho do compatibilizante de PE-g-MA na reciclagem das aparas pode estar associado à presença de nylon-6 no reciclado que, por sua vez, reage com os anéis succínicos do compatibilizante a uma cinética mais rápida. Finalmente, demonstrou-se que partindo de uma premissa puramente tecnológica é possível desenvolver modelos científicos que otimizam a rota de reciclagem de embalagens flexíveis de filmes multicamadas laminados oriundos do setor cosmético.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5755.pdf: 4520316 bytes, checksum: db7dcee6ce81f884dd44b4af51e4e10b (MD5) Previous issue date: 2013-11-22 / Hot closed die forging is the most used process to produce metal parts used in supporting and fixing cable conductors in transmission lines of electric power. In this forming process, the microstructural quality of the products, in most cases, is dependent on the control of several parameters during processing such as the geometry of dies and the starting material, the number of stages of deformation, operational sequence, temperature, strain, strain rate, and others. Thus, this work aimed to analyze the process parameters such as temperature, strain and strain rate as well as the microstructural evolution during the hot closed die forging of a low carbon steel through the use of commercial software for analysis of forming processes based on finite element method. The numerical simulation of the complete process of hot forging of product ball hook was conducted, in order to reproduce the real industrial process. The results showed that the simulation was efficient to describe parameters evaluations, since the results obtained were consistent with those found in the real process and there was good agreement when comparing simulated average grain size and measured by optical microscopy. / O forjamento a quente em matriz fechada é um dos principais processos de fabricação de peças metálicas utilizadas na sustentação e fixação de cabos condutores em linhas de transmissão de energia elétrica. Neste processo de conformação, a qualidade microestrutural dos produtos, na maioria dos casos, é dependente do controle de vários parâmetros durante o processamento tais como geometria das matrizes e material de partida, número de estágios de deformação, sequência operacional, temperatura, deformação aplicada, taxa de deformação, entre outros. Dessa forma, este trabalho teve como proposta analisar os parâmetros de processo como temperatura, deformação e taxa de deformação bem como a evolução microestrutural durante o forjamento em matriz fechada de um aço baixo carbono comercial através do uso de um software comercial de análises de processos de conformação baseado no método dos elementos finitos. Para isso, foi realizada a simulação numérica do processo completo de forjamento a quente do produto gancho bola, de forma a reproduzir o processamento industrial. Os resultados mostraram que a simulação numérica foi capaz de fornecer dados para avaliar os parâmetros observados, pois os resultados obtidos foram coerentes com os resultados encontrados no processo real e houve boa concordância quando comparado o tamanho de grão simulado e medido por microscopia ótica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5779.pdf: 4624756 bytes, checksum: 3e8fefd032fba09886e2a8d1083c42a6 (MD5) Previous issue date: 2012-06-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / The duplex stainless steels UNS S32101 and UNS S31803, hot rolled, were chosen for the study of localized corrosion pitting for presenting interesting properties of mechanical strength and corrosion resistance for the petrochemical industry. The anodic potentiodynamic polarization test was conducted in aqueous solution with concentrations of chloride ions ranging from 30x103 to 250x103 ppm Cl- (LiCl), under 25°C and 40 ° C in an environment saturated with CO2 and aerated. The pitting potential and corrosion potential were statistically analyzed using factorial design 23. The observation of the microstructure and the pits formed were recorded with scanning electron microscopy (SEM). The results show that the decrease in corrosion potential was significantly influenced by the same factors in both steels: saturation with CO2 and the concentration of chloride anions, while the pitting potential was significantly influenced by different factors, depending on the steel used and the environmental conditions. Thus, the decrease in pitting potential of steel UNS S32101 was significantly influenced by temperature, concentration of chloride anions, interaction between these two parameters and saturation with CO2. On the other hand the decrease in pitting potential of the UNS S31803 steel was significantly influenced by chloride concentration, temperature and the interaction of each of these parameters with the saturation of the medium with CO2. Data analysis by statistical method of factorial design showed that not all studied factors affect localized corrosion significantly and that the effect of these factors is not cumulative. / Os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e UNS S31803, na condição laminada, foram escolhidos para o estudo da corrosão localizada por pites por apresentarem propriedades interessantes de resistência mecânica e de resistência a corrosão para a indústria petroquímica. Os ensaios de polarização anódica potenciodinâmica foram conduzidos em solução aquosa com concentrações de íons cloreto variando de 30x103 a 250x103 ppm de Cl- (LiCl), em temperaturas de 25°C e 40°C, em ambiente aerado e saturado com CO2. Os principais parâmetros observados foram o potencial de pite e do potencial de corrosão que foram analisados estatisticamente pelo método de planejamento fatorial 23. A observação da microestrutura e dos pites formados foi registradas com o auxilio da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que a queda no potencial de corrosão foi influenciada significativamente pelos mesmos fatores em ambos os aços, são eles, a saturação do meio com CO2 e o aumento da concentração de ânions cloreto. Enquanto o potencial de pite foi influenciado significativamente por diferentes fatores, dependendo do aço utilizado e das condições do meio. Assim, a queda no potencial de pite do aço UNS S32101 teve influência significativa da temperatura, da concentração de ânions cloreto, da interação entre esses dois parâmetros e da saturação com CO2. Enquanto a queda no potencial de pite do aço UNS S31803 teve influência significativa da concentração de cloreto, da temperatura e da interação de cada um desses parâmetros com a saturação do meio com CO2. A análise dos dados pelo método estatístico de planejamento fatorial permitiu concluir que nem todos os parâmetros estudados afetam significativamente a corrosão localizada e que o efeito desses parâmetros não é acumulativo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6127.pdf: 4996115 bytes, checksum: d851ab96fa45f0bde5c7c504dd376e2f (MD5) Previous issue date: 2014-08-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / The contact between drill pipes during oil well exploitations induces a severe wear process that might cause well bore pipe wall rupture, fluids leakage, environmental impacts, and possibly fatal accidents. The problem is known by the oil and gas industries since the 1930 s and several solutions have been proposed by researchers and engineers in order to mitigate its deleterious effects. A method that grows popular in the industrial media is the execution of large-scale tests that consists in forcing a cylinder against the inner wall of a pipe. During this test, in order to reproduce operations conditions, the use of drilling mud as a lubricant and a wear resistant coating over the cylinder are both possible. The purpose of this work was to evaluate the effect of boron addition on the microstructure of spray-formed AISI 430 stainless steel as well as in its wear resistance in a condition comparable to the one observed during drill pipes contact. It was then necessary to develop a wear tester capable of reproducing the changes in the contact areathat occurs during the aforementioned contact. The results showed that unlike the conventional API 5L X80 steel, the spray-formed material s wear rates were constant as predicted by Archard s wear law. Despite the different wear rate behaviors, the generated wear debris showed a similar morphology in all tested materials. The tribossystem conditions induced a plastic ratchetting wear mechanism. In the light of Greenwood and Williamson s theoretical model, it was concluded that the observed changes in the wear rate on conventional steels was due to slow changes in the plasticity index which happens much more quickly in the sprayformed steels due to the presence of intermetallic borides. Moreover, considering the established test parameters, the increase in the boron content also increases the AISI 430 steel s wear resistance, since the increase in the area fraction of intermetallics decreases the rate at which metallic asperities contact each other during the test. / O contato entre os tubos utilizados para a perfuração de poços de petróleo provoca um severo processo de desgaste capaz de causar a ruptura das paredes dos tubos, vazamento de fluidos, impactos ambientais e até mesmo acidentes fatais. O problema é conhecido pela indústria de óleo e gás desde a década de 30 e diversas soluções tem sido propostas por engenheiros e pesquisadores com o intuito de mitigar seus efeitos. Um método que tem se mostrado popular no meio industrial é a realização de ensaios de grande escala que consistem no contato forçado de um cilindro contra a parede interna de um tubo, podendo-se fazer uso de revestimentos resistentes ou lamas de perfuração como lubrificantes, a fim de melhor reproduzir as condições durante a perfuração dos poços. O propósito desta dissertação foi avaliar o efeito da adição de boro na microestrutura do aço inoxidável AISI 430 conformado por spray bem como em sua resistência ao desgaste em um sistema similar ao observado nos equipamentos da coluna de perfuração. Para tanto, foi necessário desenvolver um equipamento de ensaios de escala laboratorial capaz de reproduzir as condições de progressivas mudanças da área de contato entre os tubos de perfuração e as paredes dos tubos dos poços.Observou-se que, diferentemente de aços convencionalmente usados nas tubulações de poços como o API 5L X80, as taxas de desgaste dos aços conformados por spray mostraram-se constantes, conforme previsto pela Lei de Archard. Mesmo assim, os detritos formados durante o ensaio de todos os materiais apresentaram morfologias semelhantes. Recorrendo-se ao clássico modelo de contato entre superfícies desenvolvido por Grenwood e Williamson, concluiu-se que as taxas de desgaste decrescentes observadas nos aços convencionais se devem a uma lenta mudança do índice de plasticidade que, no caso dos aços contendo boretos, se dá de maneira muito mais rápida. Assim, o aumento da porcentagem de boro melhorou, nas condições de ensaio estabelecidas, a resistência ao desgaste do aço inoxidável já que, por aumentar a fração da área de contato que corresponde aos intermetálicos do tipo M2B, diminuiu-se a frequência com que ocorre o contato plástico entre as asperezas metálicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6167.pdf: 28914298 bytes, checksum: 523c7487e81b3289f6ca7af6c992fe05 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / In evaporative condenser production, galvanized steel has become the most suitable material for piping system production, since it has high corrosion resistance and relative low commercial value. With proper surface treatment, it is possible to make aluminum an efficient alternative for the replacement of galvanized steel on these refrigeration equipment. In this work, thermal spray and organic coating spray were used to cover an aluminum substrate in order to achieve a material condition with better corrosion resistance and better thermal properties. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and open circuit potential were used to evaluate different surface coatings performance. Microstructural characterization of the coatings was made through scanning electron microscope (SEM) and confocal microscope. Electrochemical tests showed that a coating composed of an inner layer of NiCr and external layer of AA1100 aluminum alloy applied by thermal spraying is not effective for the protection of aluminum tubes exposed to an alkaline environment with pH above 10.5, as in evaporative condensers piping system. Yet the coating comprised of a AA1100 aluminum alloy applied by thermal spraying and subsequent application of epoxy resin is a viable alternative for this application. / O mercado de refrigeracao industrial brasileiro esta passando por uma transformacao gradativa, na qual o aluminio vem se tornando um potencial substituto aos metais utilizados em tubulacoes e serpentinas. Nos condensadores evaporativos, o aco galvanizado se consagrou como o metal mais apropriado, uma vez que a possui elevada resistencia a corrosao e a atmosfera de trabalho nestes dispositivos e agressiva. Com o tratamento superficial correto, e possivel tornar o aluminio uma alternativa viavel para a substituicao do aco galvanizado. No presente trabalho, foram aplicadas as tecnicas de aspersao termica a arco eletrico e o recobrimento com tinta anti corrosiva para se obter um material com maior resistencia a corrosao, melhores propriedades termicas e preco de mercado competitivo. A tecnica de espectroscopia de impedancia eletroquimica (EIE) e potencial de circuito aberto foi utilizada para avaliar o desempenho dos diferentes tratamentos de superficie utilizados e a caracterizacao destes tratamentos foi realizada atraves de microscopia confocal e microscopia eletronica de varredura (MEV). Os ensaios eletroquimicos mostraram que um revestimento composto por uma camada interna de NiCr e externa de aluminio AA1100 recobertos por aspersao termica nao e efetivo para a protecao de tubos de aluminio expostos a um ambiente alcalino com pH acima de 10,5, como em tubulacoes de condensadores evaporativos. Ja o revestimento composto por uma camada de aluminio AA1100 aplicado por aspersao com posterior aplicacao de resina epoxi melaminica e uma alternativa viavel para esta aplicacao.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6341.pdf: 7602740 bytes, checksum: fec817279e952ea68e2131f1d4d86d90 (MD5) Previous issue date: 2014-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this study was to evaluate the microstructure and the mechanical properties of hot extruded bars and cold rotary swaging wires of an AA7050 alloy. The ingot for the mechanical conformation operations was obtained by spray forming using machining chips from an aircraft manufacturer as raw material. The microstructural characterization of the final and intermediaries products (deposit and extruded bar) was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy; the mechanical characterization was done by tensile tests. The deposit obtained by spray deposition was submitted to hot compression tests with the aim to obtain the parameters of a constitutive equation for predict the hot deformation behavior in two different conditions homogenized and without any treatment. The process route adopted showed to be effective to eliminate the porosity produced by the spray process, and also to refine the microstructure, resulting in mechanical properties meeting the requirements of the standard of this alloy for aircraft applications. The extruded bar and the rotary swaged wires presented both slant and cup-cone fracture, being this phenomena kept after the age treatment in the extruded products, which was attributed to the occurrence of preferential crystalline orientation of the grains during extrusion. This preferential orientation was not removed during the solution heat treatment before aging; on the other hand, the wires were completely recrystallized during solution heat treatment and this phenomenon has disappeared. Hot compression tests were performed with the aim of describe constitutive equations of the material behavior in both conditions previously to conformation (homogenized and without previously homogenization treatment). The hot compression test reveals distinct behaviors of dynamic recovering/hardening during the tests. / O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a microestrutura e as propriedades mecânicas de barras extrudadas a quente e forjadas rotativamente a frio de uma liga AA7050. O lingote para as operações de conformação mecânica foi produzido por conformação por spray a partir de sucata proveniente da usinagem de componentes aeronáuticos. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura, a caracterização mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração. O depósito obtido na conformação por spray foi submetido a ensaios de compressão a quente a fim de se obter equações constitutivas do comportamento do material sob deformação a quente, em duas condições iniciais (homogeneizado e como obtido). A rota de processamento adotada mostrou-se efetiva no fechamento dos poros inerentes ao processo de conformação por spray e no refino da microestrutura obtida, o que resultou em propriedades mecânicas atendendo aos requisitos de norma dessa liga para aplicação aeronáutica. O produto extrudado e os fios forjados apresentaram nos ensaios de tração fraturas tanto slant como uma mistura slant e taça cone, tendo este fenômeno continuado presente após envelhecimento nos produtos extrudados, o que foi atribuído à ocorrência de textura cristalográfica oriunda da extrusão, a qual não foi desfeita por recristalização durante tratamento térmico de homogeneização/solubilização; no caso dos arames os mesmos foram completamente recristalizados e o fenômeno desapareceu. Ensaios de compressão a quente foram realizados com o intuito de se descrever equações constitutivas do comportamento do material em ambas as condições prévias à conformação (homogeneizado e sem homogeneização prévia). Os ensaios de compressão revelaram comportamentos de amaciamento/endurecimento dinâmicos distintos durante os mesmos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6352.pdf: 2348176 bytes, checksum: 039627270b2d6b2e1f0f56849a1b0319 (MD5) Previous issue date: 2014-04-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / The SV15 alloy is applied in the production of the exhaust valve seats of automotive engines. The conditions of service in which the part is submitted require materials resistant to oxidation because of high temperature and aggressive atmosphere in which the material is exposed. The evaluation of high-temperature oxidation of the SV15 alloy is important therefore contributing in the selection or not of the material in other applications as severe as the automotive engine. The high-temperature oxidation in the alloy SV15 was studied by thermogravimetry in an atmosphere of O2 for a period of one hour at temperatures of 660°C, 740°C, 860°C and 900°C. The microstructure and chemical composition of the alloy were determined by scanning electron microscopy (SEM), and the phases present in the alloy were studied by X-ray diffraction (XRD). The SEM technique was also used to assess the microstructure, morphology, thickness and chemical composition of the oxide layer. To determine the phases presented by the oxide layer were used the techniques of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), FT-Raman and XRD. The oxides formed at 660°C and 740°C follow the linear rate law, while the layers formed at 860°C and 900°C showed two stages of oxidation, an initial linear stage and a second parabolic stage. The first stage of oxidation showed an oxide formed mainly by NiCr2O4 while the second stage was composed of Cr2O3. The oxidation mechanism in the first stage of oxidation was controlled by the reaction rate of the oxygen with the metallic substrate, while the second stage of oxidation was controlled by reducing the diffusion of Ni+2 through the NiCr2O4 layer. / A liga SV15 é aplicada na produção de sedes de válvulas de escape de motores automotivos. As condições de serviço em que a peça é submetida exigem materiais resistentes à oxidação em virtude da alta temperatura e atmosfera agressiva em que o material é exposto. A avaliação da oxidação em alta temperatura da liga SV15 é importante, pois contribuí na seleção ou não do material em outras aplicações tão severas quanto o motor automotivo. A oxidação em altas temperaturas da liga SV15 foi estudada por termogravimetria sob atmosfera de O2 por um período de uma hora nas temperaturas 660°C, 740°C, 860°C e 900°C. A microestrutura da liga foi determinada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e as fases presentes na liga foram estudadas por difração de raios X (DRX). A técnica de MEV também foi usada para determinar a microestrutura, morfologia, espessura e composição química da camada de óxido. Para determinação das fases apresentadas pela camada de óxido foram utilizadas as técnicas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), FT-Raman e difração de raios X. Os óxidos formados a 660°C e 740°C seguiram a lei de velocidade linear, enquanto que as camadas formadas a 860°C e 900°C apresentaram dois estágios de oxidação, um primeiro estágio linear e um segundo estágio parabólico. O primeiro estágio de oxidação apresentou um óxido formado principalmente por NiCr2O4 enquanto que o segundo estágio foi formado por Cr2O3. O mecanismo de oxidação do primeiro estágio de oxidação foi controlado pela taxa de reação do oxigênio com o substrato metálico, enquanto que o segundo estágio de oxidação foi controlado pela diminuição na difusão do Ni+2 através da camada de NiCr2O4.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6363.pdf: 24712297 bytes, checksum: 939e2ddec6bf858d05609673c0ce56b9 (MD5) Previous issue date: 2014-10-09 / The ZEBRA battery (Zero Emission Battery Research Activity) is an efficient electrochemical energy storage device with high energy density and high power. This has been considered one of the key technologies for insertion into the economic market of electric vehicles and for stationary energy applications. However, due to high internal resistance of this device causes an intense search for new materials for the reduction of this issue. Na-β -alumina solid electrolytes, due to its high ionic conductivity for sodium ions, are among the most promising oxide ionic conductors for the ZEBRA battery, operating at temperatures of approximately 300 ºC, with high efficiency. However, the greatest difficulty in using Na-β -alumina is related to the instability of this phase at higher sintering temperatures, in excess of 1300 ºC. The critical point of this electrolyte is the ceramic processing, which can influence the final mechanical and electrical properties of the material. In this work, the focus was to balance the mechanical and electrical properties through the reduction of microstructure defects, using processed powders with different raw materials and sintering conditions. The microstructure, electric conductivity and mechanical strength of Na-β -alumina samples were evaluated, produced by changing the sodium (Na2CO3 or NaNO3), lithium (LiNO3 or LiAl5O8) and aluminum source (AlO(OH) or Al2O3). The microstructure, and consequently the electric conductivity and mechanical strength were dependent on the type of raw materials and sintering profile. Electrical conductivity of 10-1 S.cm-1 at 300 °C and fracture strength of ~ 111 MPa were obtained after the processing variables improvement have been reached. These values are in full agreement with data available in the literature. / A bateria ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activity) é um eficiente dispositivo de armazenamento eletroquímico de energia, com alta densidade de energia e elevada potência. Esta tem sido considerada uma das principais tecnologias para inserção no mercado econômico de veículos elétricos e para aplicações de energia estacionária. Entretanto, devido à alta resistência interna deste dispositivo, faz com que haja uma intensa busca por novos materiais para a redução desta variável. Eletrólitos sólidos de Na-β -alumina, devido à sua elevada condutividade iônica para os íons sódio, estão entre os óxidos condutores iônicos mais promissores para a bateria ZEBRA, operando a temperaturas de aproximadamente 300 ºC, com alta eficiência. Entretanto, a maior dificuldade em se utilizar a Na-β -alumina está relacionada com a instabilidade desta fase a altas temperaturas de sinterização, superiores à 1300 ºC. O ponto crítico deste eletrólito está em seu processamento cerâmico, que está diretamente relacionado às propriedades mecânicas e elétricas do material. No presente trabalho o enfoque foi equilibrar as propriedades mecânicas e elétricas através da redução de defeitos na microestrutura, utilizando pós processados com diferentes matérias-primas e condições de sinterização. Foram avaliadas a microestrutura, condutividade elétrica e resistência mecânica de amostras de Na-β -alumina, produzidas alterando a fonte de sódio (Na2CO3 ou NaNO3), a fonte de lítio (LiNO3 ou LiAl5O8) e a fonte de alumínio (AlO(OH) ou Al2O3). A microestrutura, e por consequência a condutividade elétrica e a resistência mecânica foram dependentes do tipo de matéria-prima e perfil de sinterização. Condutividade elétrica de 10-1 S.cm-1 a 300 °C e resistência mecânica a fratura de ~ 111 MPa foram obtidas após o domínio sobre as variáveis de processamento ter sido atingido. Estes valores estão em pleno acordo com dados disponíveis na literatura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6540.pdf: 3026610 bytes, checksum: e6bb678fa1bc2065988fdf93709610c1 (MD5) Previous issue date: 2012-01-24 / Natural fibers have became important as substitute for synthetic fiber reinforcement and filling in polymer composites, looking for better properties, lower cost and appeal of sustainability. To do so, there are challenges and limitations to be overcome, such as the compatibility of fiber/matrix, the processing temperature, the moisture absorption and so on. The global auto industry, including Brazil, has led the use of composites containing natural fibers in commercial products and also serves as reference to other economic areas. In Brazil, the fomentation agencies have supported projects in natural fibers and their application in composites, with a significant amount of academic research groups working in this area. The aim of this study was to analyze the situation and trends in the manufacturing and use of materials containing natural fibers through patent analysis, with emphasis on sisal, and also to simulate a sisal/polypropylene composite in home appliance part. Materials, processes, practices and actors involved in these composites were mapped, based on indicators made from patent documents. The analysis of patent documents associated with natural fibers and their use in polymer composites, in the period of 1960 to 2009, demonstrated the growing importance of this subject in the world and particularly in Brazil. Among other results, it was found that Brazil holds the 16th position in patenting associated with natural fibers in general and the 12th place in patenting on the sisal fiber, despite being the world's largest producer of sisal and one of the largest producers of natural fibers in general. Companies and individuals assignees have the largest number of patent documents, when compared to universities and institutes. It was possible to make recommendations for the development of a sisal/polypropylene part through exploratory structural simulation. It was also needed to generate new data to enable simulation of the injection process. / As fibras naturais possuem uma crescente importância como alternativa às fibras sintéticas de reforço e carga de origens não renovável em compósitos poliméricos, buscando a combinação de propriedades, menor custo e apelo de sustentabilidade econômica, ambiental e social. Porém, ainda existem desafios técnicos, como a compatibilidade fibra/matriz, temperatura de processamento e absorção de umidade. Essa é uma área importante para o Brasil, pela sua proeminência na produção de fibras naturais. No Brasil, os órgãos de fomento à pesquisa e ao desenvolvimento têm apoiado projetos em fibras naturais, existindo expressiva quantidade de grupos de pesquisa acadêmicos. O objetivo da presente pesquisa foi analisar a situação e as tendências de fabricação e do uso de materiais contendo fibras naturais, enfatizando o sisal, a partir da análise de patentes e do estudo exploratório da simulação de uma peça de eletrodoméstico. Foram mapeados os avanços temporais dos materiais, processos, usos e atores envolvidos com fibras naturais, com indicadores elaborados a partir de documentos de patentes. A análise de documentos de patentes associadas às fibras naturais e seu uso em compósitos poliméricos, realizada entre 1960-2009, permitiu verificar a importância crescente deste tema no cenário mundial e brasileiro. Dentre outros resultados, verificou-se que o Brasil detém a 16ª posição no patenteamento associado às fibras naturais em geral e a 12ª colocação no patenteamento relativo à fibra de sisal, apesar de ser o maior produtor mundial dessa fibra e um grande produtor de fibras naturais. As empresas e pessoas físicas detêm o maior número de documentos de patentes, quando comparadas às universidades e institutos. Foi possível estabelecer recomendações para novas etapas do desenvolvimento de um pino de eletrodoméstico de polipropileno/sisal por simulação estrutural exploratória. Através deste estudo, verificou-se também a necessidade de geração de novos dados dos compósitos para viabilizar a simulação do processo de injeção.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6543.pdf: 4737897 bytes, checksum: bbbcbfbe652f9e62291ea3c6b3e8f57a (MD5) Previous issue date: 2010-02-04 / In order to fulfill modern market requirements based on increased search for SiC Si3N4 products with high performance and good cost/benefit ratio, there is a natural need for additives able to sinter as well as decrease the inherent oxidation tendency of this products. Refractories based on SiC Si3N4 present several important thermal and mechanical properties at high temperatures which lead them to be used as sagars and overall furnace furniture. However carbides and nitrides including SiC Si3N4 are instable at high temperatures in air. The formation of a surface silica layer and other intergranulary distributed silicates, may function as oxidation protection. However, at the same time at high temperatures the thermal and mechanical properties can be badly affected. Based on these assumptions in this work it is presented a study involving the effect of boron carbide as a sintering and antioxidant protector on SiC Si3N4 used mainly kiln furniture. The results indicate that the use of boron carbide was very effective on fulfilling both requirements that is as sintering additive and anti oxidant. / Os mercados atuais são norteados pela crescente demanda por produtos de elevado desempenho com boa relação custo/benefício. Neste aspecto, o estudo de aditivos que melhorem ainda mais as propriedades inerentes dos produtos refratários de carbeto de silício ligados a nitreto de silício (SiC Si3N4) utilizados em mobílias de fornos para queima de cerâmicas, torna-se uma necessidade. Nesta dissertação é apresentado um estudo envolvendo a adição de carbeto de boro, em formulações industriais de SiCSi3N4 destinadas à confecção de peças de mobílias de fornos para queima de produtos cerâmicos, cuja temperatura de operação varie na faixa de 1000°C a 1400°C. Foi adicionado B4C em quantidades variadas, objetivando estudar a variação do comportamento em função da quantidade de aditivo. O método utilizado para verificar a variação do comportamento, foi o teste de oxidação segundo norma ASTM, onde os corpos de prova foram avaliados em relação ao aumento de massa e de volume, parâmetros esses, que indicam o grau de oxidação dos corpos de prova. Levando-se em conta que o processo industrial tradicional conta com processos de queima e requeima, também foi analisada a possibilidade da extinção da segunda etapa, visando a redução de custos. Os resultados indicaram que a adição de carbeto de boro cumpriu dois requisitos relevantes, quais sejam, agente anti-oxidante e também como aditivo de sinterização, e que a etapa de requeima é indispensável para a obtenção das propriedades desejadas nas peças em carbeto de silício ligado a nitreto de silício.