Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4110.pdf: 19505296 bytes, checksum: cfaa7cc2b1977b209995f3c991af54c9 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / The equipments used to oil flow are submitted in an aggressive environment with the presence of hydrogen sulphide, carbon dioxide and sand, which contribute to corrosion and wear of the surface. To resist of these requests one alternative is the inner coating using materials with high properties of corrosion and wear. Amorphous coatings iron based have good prospects for this application. These alloys, beyond high properties, are low cost system and, therefore, they are viable economically. In this context, the aim of this work is the production and the characterization of coatings, using the amorphous alloy Fe60Cr8Nb8B24 (%at), with special focus on hardness and wear properties. Initially, preliminary studies were made for the evaluation of glass forming ability for selected composition and the influence of impurities on this behavior. The second step of this work was the production of coatings through two different routes. The first was thermal spraying process LVOF (low velocity oxygen fuel), with utilization of two distinct raw materials: (i) amorphous powders produced by atomization and (ii) amorphous powders made by high energy milling. In the other route, coatings were manufactured by spray forming process using prelayer of nickel alloys, whose aim was to allow the adhesion of particles on the substrate. All coatings produced were characterized using X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), wear and hardness tests and porosity and oxygen content measurements. The results shown the feasibility of production of amorphous coatings by the two routes analyzed, with interesting properties when compared to conventional materials. / Os equipamentos empregados no escoamento de petróleo são submetidos a condições de serviço bastante severas, destacando-se a presença de ácido sulfídrico, gás carbônico e areia, que contribuem para corrosão e desgaste da superfície. Para resistir a essas solicitações uma alternativa é o revestimento interno empregando materiais que apresentem propriedades elevadas de corrosão e desgaste, sendo os recobrimentos amorfos a base de ferro bastante promissores para essa aplicação. Essas ligas, além das propriedades elevadas, configuram-se como sistemas de baixo custo, que, portanto, são viáveis economicamente. Nesse contexto, essa dissertação de mestrado objetivou a produção e caracterização de recobrimentos de aços, empregando a liga amorfizável Fe60Cr8Nb8B24 (%at.) e enfatizando as propriedades de dureza e desgaste. Inicialmente, foram desenvolvidos estudos preliminares para avaliar a habilidade, da composição selecionada, em formar estrutura amorfa, mesmo quando elaborada a partir de elementos de pureza comerciais. A segunda etapa do projeto envolveu a efetiva produção de recobrimentos, através de duas diferentes rotas. A primeira delas empregou o processo de aspersão térmica pela técnica de LVOF (low velocity oxygen-fuel), sendo desenvolvidos processamentos com dois tipos de matérias-primas: (i) pós amorfos, produzidos por atomização e (ii) pós e depósitos produzidos pelo processo de conformação por spray e submetidos à etapa de moagem de alta energia. Já a outra rota envolveu, exclusivamente, o processo de conformação por spray, utilizando liga a base de níquel, como camada de ligação, para promover adequada adesão entre substrato e camada a ser depositada. Todos os recobrimentos produzidos foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), sendo também realizados ensaios de desgaste e medidas de dureza, porosidade e teor de oxigênio. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade de produção de recobrimentos amorfos pelas duas rotas analisadas e com propriedades bastante promissoras, quando comparados com materiais convencionais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4295.pdf: 5784295 bytes, checksum: 6a6217469a8ebdc768240c487d0fc1aa (MD5) Previous issue date: 2012-05-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / This research approaches the study from patents of technologies for materials used in power train of motor vehicles, to provide additional information in order to support decision making in this universe, especially in the selection of materials and their processing. The powertrain is currently the most important subsystem in a car, being appointed as chief in the changes and technological developments that will happen in the context of the automotive industry. In this sense, the technologies of materials and their processing, and methods of selection of the latter assume a key role as a vector for change, providing alternatives that meet the new demands and challenges set by the consumer market and regulations, such as: Cost reduction; Weight Reduction (for fuel economy) Environment (fuel economy, reduced emissions, alternative fuels, recycling); Security; Comfort; Customization / variability, and product(s) design. To raise and analyze technical information on materials and its correlation with the market, and their trends, it was used the techniques of technological forecasting and competitive intelligence, and the analysis of patents as the primary tool, aided by the use of specific treatment information software, bibliometric analysis and content analysis. There was emphasis on materials involving low density, good mechanical properties, and good performance in relation to surface phenomena and wear, such as lubricants, aluminum, steel, ceramics, polymers, composites, nanotechnology, among others. Were investigated in more detail the technologies involving aluminum and magnesium, it was possible to identify an emphasis on processing techniques involving surface coating and casting. As for the biggest depositors of patents, the focus is for companies like General Electric, Nippondenso, and Japanese automakers like Toyota, Nissan, Honda and Mitsubishi. / A presente pesquisa aborda o estudo de tecnologias de materiais empregados em trem de força de veículos automotivos a partir de patentes, visando fornecer subsídio adicional à tomada de decisão neste universo, principalmente na seleção de materiais e seus processamentos. O trem de força é atualmente o subsistema mais importante em um automóvel, sendo apontado como principal responsável nas mudanças e evoluções tecnológicas que virão acontecer no contexto da indústria automotiva. Neste sentido, as tecnologias de materiais e seus processamentos, além de metodologias de seleção dos mesmos, assumem um papel fundamental como vetor de mudança, proporcionando alternativas que preencham as novas demandas e desafios estipulados pelo mercado consumidor e regulamentações, tais como: Redução de custos; Redução de peso (para economia de combustível); Meio- Ambiente (economia de combustível, redução de emissões, combustíveis alternativos, reciclagem); Segurança; Conforto; Customização / Variabilidade; e Arquitetura do(s) produto(s). Para levantar e analisar informações técnicas sobre os materiais e sua relação com este mercado, além de suas tendências, utilizou-se técnicas de prospecção tecnológica e inteligência competitiva, tendo a análise de patentes como principal ferramenta, auxiliada pelo uso de softwares específicos de tratamento de informação, análises bibliométricas e de conteúdo. Verificou-se destaque para materiais envolvendo baixa densidade, boas propriedades mecânicas, além de bom desempenho em relação a fenômenos de superfície e desgaste, como é o caso dos lubrificantes, alumínio, aços, materiais cerâmicos, poliméricos, compósitos, nanotecnologia, entre outros. Foram pesquisadas em maiores detalhes as tecnologias envolvendo alumínio e magnésio, onde foi possível identificar ênfase nos processamentos envolvendo técnicas de recobrimento superficial e fundição. Quanto aos maiores depositantes de patentes, o destaque fica para empresas como General Electric, Nippondenso, além de montadoras japonesas como Toyota, Nissan, Honda e Mitsubishi.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4507.pdf: 8368845 bytes, checksum: c2fbca7be58a49b0033b38e3d5a4fc89 (MD5) Previous issue date: 2010-05-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / Talc is a well known lamellar mineral filler much used for mechanical reinforcement of polypropylene (PP) composites. Mineral nanoclay is also a lamellar filler that is gaining much interest due to its reinforcement effect achieved at relatively much reduced filler content. So the main objectives of this work were to establish a comparative study on the mechanical fatigue properties of isotactic PP composites reinforced with both types of fillers: nanocomposites with 2 and 5 wt. % of organophilic nanoclay and microcomposites with 8 and 25 wt.% of ultrafine talc, where the influence of distinct filler particles size and different filler-matrix interfacial interactions were analyzed on the fatigue life and strength properties of these materials with potential engineering applications. All composites were subjected to short-term tensile and Izod impact tests, dynamic-mechanical thermal analysis and microstructural characterization via SEM and TEM, in order to correlate the analyzed characteristics to the fatigue behavior of the materials. The fatigue tests were carried out under stress controlled mode in tensile tension-tension, with a sinusoidal stress input at 1 Hz frequency and R = 0.1. Maleated PP contributed to the enhancement of short-term mechanical properties of talc-filled composites, whilst its influence was much reduced on the same properties of OMMT nanocomposites, due to the modest nanoclay exfoliation achieved in the non-polar PP polymer matrix. In general terms, talc-filled PP microcomposites showed better fatigue performance in comparison to the nanocomposites with O-MMT. However, their Wöhler fatigue S-N curves did not indicate fatigue endurance limits, within the fatigue span of up to 1 x 106 cycles. The main conclusion derived from this study, indicated that when both types of composites exhibited equivalent elastic modulus enhancement, the stronger filler-polymer interfacial interactions present in the talc-filled microcomposites prevailed over the reduced filler particles size of the nanocomposites of O-MMT, however with presence of nanoparticles agglomerates. / O talco é uma carga mineral lamelar conhecida e bastante usada em compósitos de polipropileno (PP), por elevar a eficiência de reforço mecânico do polímero. Por outro lado, o interesse pela nanoargila, também carga mineral lamelar, vem crescendo por esta aprimorar as propriedades do polímero, com uso do nanoreforço em teores muito mais reduzidos em comparação ao dos compósitos tradicionais. Com isso, buscou-se neste trabalho fazer uma análise comparativa do comportamento de fadiga sob ciclagem mecânica de dois tipos de compósitos de i-PP homopolímero: nanocompósitos com 2 e 5% de nanoargila organofílica (O-MMT) e microcompósitos com 8 e 25% de talco ultrafino. O objetivo foi analisar a influência do tamanho das partículas do reforço e do grau de interação interfacial matriz-reforço nas propriedades de resistência e durabilidade mecânica sob fadiga destes compósitos. Todos os compósitos empregaram o PP maleado (PP-g-MAH) como compatibilizante interfacial e foram processados numa extrusora dupla-rosca e moldados por injeção. Os ensaios de fadiga foram realizados em corpos de prova de tração no modo de tensão controlada, com uma onda senoidal na freqüência de 1 Hz e R = 0,1. Foram também realizados os ensaios estáticos de tração e resistência ao impacto, microscopia eletrônica (MEV e MET) e análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA). De forma geral, os microcompósitos de PP com 8 e 25% de talco apresentaram desempenho sob fadiga superior em relação aos nanocompósitos de O-MMT; entretanto, sem alcançar valores de tensão limite de enduro dentro do intervalo de duração dos ensaios de até 1 x 106 ciclos. A principal conclusão neste estudo demonstrou que na definição da resistência à fadiga dos dois tipos de compósitos de PP com módulo elástico equivalentes, as fortes interações polimero-reforço presentes nos microcompósitos de PP/talco, tal como identificadas por análise DMTA, prevaleceram sobre o tamanho reduzido das nanopartículas de O-MMT, porém com presença de aglomerados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4534.pdf: 4208178 bytes, checksum: ab0a585e4dbed310b746cbb3c86a0dcb (MD5) Previous issue date: 2011-10-23 / The aim of this work was to study the production of metal coatings from amorphous alloy Fe-25Cr-7Ni-4,5B (wt.%), with special focus on mechanical and microstructure properties. Initially, preliminary studies were made through the production of ribbons and bulks of metallic alloys Fe-25Cr-7Ni-XB (X = 3.5, 4.5, 5.5 wt.%) for the evaluation of amorphous phase formation. The alloy showed the best results was used in the production of the following samples by spray forming process: deposits used to assess the main process parameters involved; coatings manufactured using pre-layer of nickel alloys, whose aim was to allow the adhesion of particles on the substrate; and powders, that were sieved and separated into specific grain sizes. These powders, together with the same alloy powders produced by grinding through the process of highenergy milling, were sent to the Ogramac company for the manufacture of coatings via thermal spraying process HVOF (high velocity oxygen fuel). The characterization of all samples was performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC). The mechanical properties were evaluated by hardness and wear tests. Although the preliminary results of the samples have shown good prospects regarding the formation of amorphous phases, these phases were not identified in deposits, coatings and powders with particle size less than 45 μm produced by spray forming. However, these coatings exhibited efficient adhesion to the substrate, which is a highly advantageous in the production equipment DEMAUFSCar. The coatings produced by thermal spraying processes have shown interesting results concerning the microstructure obtained in addition to higher values of hardness and wear properties when compared to conventional materials. / O objetivo deste trabalho foi estudar a produção de recobrimentos metálicos amorfos a partir de ligas Fe-25Cr-7Ni-4,5B (% em peso), com especial enfoque nas propriedades de dureza/desgaste e microestruturais. Inicialmente, estudos preliminares foram feitos através da produção de fitas metálicas e bulks de ligas do sistema Fe-25Cr-7Ni-XB (X = 3,5, 4,5 e 5,5% peso) para a avaliação da capacidade de formação de fases amorfas destas composições. A liga cujos resultados se mostraram mais satisfatórios foi utilizada na produção das seguintes amostras através do processo de conformação por spray: depósitos utilizados na avaliação dos principais parâmetros de processo envolvidos; recobrimentos fabricados através da utilização de pré-camadas de ligas de níquel, cujo intuito foi permitir a adesão das partículas de pó sobre o substrato; e pós, sendo posteriormente peneirados e separados em granulometrias específicas. Estes pós, juntamente com os pós produzidos pela mesma liga através do processo de moagem de alta energia, foram enviados à empresa Ogramac para a fabricação de recobrimentos via processo de aspersão térmica HVOF (high velocity oxy-fuel). A caracterização de todas as amostras foi feita através de difratometria de raios X (DRX), microscopia eletronica de varredura (MEV) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). No caso dos recobrimentos, foram feitos testes de dureza e resistência ao desgaste. Embora os resultados das amostras preliminares tenham demonstrado boas perspectivas no tocante à formação de fases amorfas, estas fases não foram identificadas nos depósitos, recobrimentos e pós com granulometria inferior a 45 μm produzidos em conformação por spray. No entanto, estes recobrimentos exibiram eficiente aderência ao substrato, sendo este um ponto altamente vantajoso em sua produção no equipamento DEMa-UFSCar. Os recobrimentos processados por aspersão térmica demonstraram interessantes resultados quanto à microestrutura obtida, além de valores superiores de dureza quando comparados a materiais convencionais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4536.pdf: 4674986 bytes, checksum: d397f49cbb44b8bd987d08c68c7a7870 (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / The present work describes the design, construction and testing of an equal channel angular pressing (ECAP) die characterized by rectangular cross section channels. The main parameter of the ECAP dies is the geometry of the channels, given by the angle trough which they meet, and the curvature radii at this point. The material employed in the experiments was an Al AA1050, 7 mm thick plate. The main motivation of the project is to produce the tooling necessary for the production of samples to be employed in future studies, directed to the crystallographic texture change of the above named material so as to improve its deep drawing behavior. Indeed, there are indications that both asymmetrical rolling and ECAP processing can minimize unfavorable textures. This present investigation is composed by two sequential and complementary subprojects: (i) Numerical analysis by finite elements (FEM) of the simultaneous and independent variation of the external (R) and internal (r) curvature radii at the channels intersection, plus experimental validation, a procedure that seeks to minimize the deformation heterogeneity of the billet. Using a Pb-62% alloy twelve R-r combinations were tested and simulated, keeping constant the angle at the channels intersection. Also, the phenomenon known as "corner gap" (a detachment of the billet from the outer channel wall) was analyzed and its influence on the billet equivalent deformation determined. (ii) From the results obtained on subproject (i), and additional considerations, an ECAP die for flat billet processing was designed and constructed HAVING R =3 AND r = 0. Using FEM simulation the equivalent strain distribution was mapped for plates subjected to one and four passes. Experimental validation of such maps was carried out employing Vickers microhardness measurements of the viii plate cross section. The evolution of the tensile properties and grain size confirmed the good performance of the ECAP die design. / O presente trabalho descreve o projeto, construção e testes de uma matriz de Extrusão em Canal Angular (ECA) dedicada ao processamento de amostras em forma de chapa. O parâmetro construtivo fundamental de uma matriz deste tipo é a geometria dos canais, especialmente o ângulo de encontro dos mesmos e os raios de curvatura nesse ponto. O material de trabalho empregado é o Al comercial AA1050. A motivação deste projeto é prover o ferramental necessário para produção de amostras que serão utilizadas em estudos futuros dirigidos à alteração da textura do material acima nomeado, visando melhorar sua conformabilidade. De fato, há indicações que a laminação assimétrica e o processo ECA podem alterar texturas desfavoráveis. A presente investigação é composta por dois subprojetos sequenciais e complementares: (i) Análise numérica por elementos finitos (EF) da variação simultânea e independente dos raios de curvatura externo (R) e interno (r) no ponto de encontro dos canais, e validação experimental. Objetiva-se com isso maximizar a homogeneidade de deformação equivalente do material. Utilizando a liga Pb- 62%Sn como material de trabalho foram simuladas e testadas doze combinações R - r, mantendo constante em 120o o ângulo de encontro dos canais. Foi também examinado em detalhe o fenômeno do corner gap (descolamento do tarugo da parede externa do canal), e determinada sua influência na distribuição da deformação equivalente. (ii) Em base aos resultados obtidos no subprojeto (i), e outras considerações foi realizada uma matriz ECA para processamento de placas de AA1050 com R = 3 e r = 0. Por EF foi determinada a distribuição de deformação efetiva após um e quatro passes ECA cuja comprovação experimental foi realizada via mapeamento da microdureza Vickers no plano transversal da chapa. A simulação numérica foi satisfatoriamente validada e o bom funcionamento desse projeto de matriz foi comprovado na prática pela evolução da resistência mecânica e tamanho de grão.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4553.pdf: 5605297 bytes, checksum: 40998e25cf62582e60472d429440f99e (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / The growing demand for advanced electronic devices based on nanomaterials has motivated efforts to produce nanoscale building blocks with designed functions. Transparent conducting oxide nanocrystals (TCONs) are particularly promising for the development of such devices. TCONs synthesized in an organic medium play an important role as building blocks because nonaqueous processes allow for greater control of the reaction pathways on a molecular level, enabling the synthesis of nanomaterials with high crystallinity and well-defined and uniform particle morphologies. This work describes the synthesis of highly conducting antimony-doped tin oxide (ATO) nanocrystals prepared via a nonaqueous sol-gel route in the size range of 4-7 nm, as well as insights into its electrical properties when processed as pellet and thin films. The antimony composition was varied from 1 to 18 mol% and the lowest resistivity (4.0x10-4 Ωcm) was observed at room temperature in the SnO2:8.8%molSb composition. The samples were evaluated by XRD, HRTEM, EDX, and SEM, resistivity measurements were taken in the four-probe mode in the temperature range of 77-300K and Hall-effect measurements were taken at room temperature. The preparation of crystalline ATO nanoparticles fully redispersible in organic solvents consists in one pot reaction under solvothermal treatment of tin (IV) chloride and antimony (III) chloride in benzyl alcohol at 150°C for 48h. The ATO nanocrystals were collected by centrifugation and washed twice with THF. The pellets were prepared by pressing 200mg of ATO nanoparticles under 4 MPa into a rigid die in a single axial direction through a rigid punch and the thin films produced via dip-coating deposition on quartz substrate. The results show highly crystalline nanoparticles in a monodisperse colloidal system, dependence on the shape of ATO nanoparticles as a function of Sb distribution and low resistivity. / A crescente demanda por dispositivos eletrônicos avançados baseados em nanomateriais tem motivado esforços para produção de blocos de construção com funções específicas. Nanocristais de Óxidos Condutores Transparentes (TCONs) são promissores para o desenvolvimento de displays de alta resolução, células fotovoltaicas, telas sensíveis ao toque, etc. TCONs sintetizados em meio orgânico são muito importantes como blocos de construção, pois processos não aquosos possibilitam excelente controle dos caminhos reacionais a nível molecular, permitem a síntese de nanomateriais com alta cristalinidade e com morfologias uniformes e bem definidas. Este trabalho descreve a síntese de nanopartículas altamente cristalinas de dióxido de estanho dopado com antimônio (ATO) preparados via rota sol-gel não aquosa com tamanhos variando entre 4-7 nm, assim como, estudos de suas propriedades elétricas quando processados como pastilhas e filmes finos. A composição do antimônio foi variada de 1 a 18% mol e o menor valor de resistividade a temperatura ambiente foi observado nas amostras com ~8,8%mol de Sb (4,0x10-4 Ωcm). As amostras foram estudadas por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão em alta resolução (HRTEM), microscopia eletrônica de varredura (FEG-SEM), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), medidas de resistividade foram feita utilizando-se o método da sonda quatro pontas entre 77 e 300K e medidas de efeito Hall foram feitas a temperatura ambiente. A preparação das nanopartículas altamente cristalinas de ATO em sistema coloidal monodisperso completamente re-dispersiveis em solventes orgânicos consiste do tratamento solvotermal do cloreto de estanho (IV) com cloreto de antimônio (III) em álcool benzílico a 150 °C por 48 horas. Os nanocristais de ATO foram coletados por centrifugação e lavados duas vezes com tetrahidrofurano (THF). As pastilhas foram preparadas por prensagem uniaxial de 200mg de ATO em pó (seco) em um molde rígido sob 4 MPa e os filmes finos foram obtidos por dip-coating em substratos de quartzo amorfo. Os resultados de caracterização de transporte eletrônico permitem inferir que o material apresenta baixa resistividade, da ordem de 10-3 _.cm à temperatura ambiente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4659.pdf: 3782907 bytes, checksum: e060d8da34ca505a42f2b053b8782c03 (MD5) Previous issue date: 2010-05-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / In short glass fiber (GF) reinforced polypropylene (PP) composites, despite of the chemically inert and non-polar nature of the matrix, the fiber-matrix interfacial integrity may be compromised in a hygrothermal active environment by the addition of maleic anhydride (MAH) molecules of the interfacial compatibilizer (PP-g-MAH). The use of organophilic nanoclay particles (O-MMT, Cloisite 20A) could contribute to minimize this hygrothermal deterioration, due to its moisture barrier properties. So, the main goal of this study was to analyze the influence of O-MMT on the long-term mechanical performance of PP/PP-g-MAH/GF composites under hygrothermal ageing. Several PP composite formulations with constant GF content (40wt%) and varying concentrations of nanoclay (0.5; 1; 2; and 5wt%) were compounded in a corotating twin-screw extruder. The degree of nanoclay particles intercalation/exfoliation was characterized by X-ray diffraction (WAXD) and SEM/TEM microscopy analysis. Short-term mechanical characterization was carried out through standard tensile and Izod impact tests on injection moulded specimen. From this results, certain specimen were subjected to hygrothermal ageing in hot water at 80 ºC for 240/480/720 hours and the evolution of the hygrothermal deterioration was monitored by tensile tests. The increasing O-MMT content in unaged PP/PP-g-MAH/40%GF composites had an unexpected negative influence on short-term mechanical properties. Mechanical damping data indicated higher Tan  values for the ternary composite (PP/PP-g-MAH/40%GF/2%O-MMT), in comparison to the binary composite (PP/PP-g-MAH/40%FV), demonstrating deleterious effect of O-MMT on the fiber-polymer interfacial adhesion. SEM microscopy analysis of cryofractured surfaces were decisive for visual elucidation of the erosive action of O-MMT particles on the GF sizing treatment. Consequently, the relative tensile strength (TS) of the hygrothermally aged composite, with respect to that of the unaged composite (TSenv./TSn-env.), indicated that the addition of nanoclay in the ternary composite contributed to a higher deterioration of the long-term mechanical performance of GF-reinforced PP composites. / A durabilidade mecânica de compósitos poliméricos requer a preservação da integridade interfacial fibra-polímero contra a ação do ambiente agressivo. Em compósitos de polipropileno (PP) reforçado com fibra de vidro (FV) curta, apesar da natureza apolar da matriz, esta integridade poderá ser comprometida na presença de calor e umidade, devido à introdução de grupos polares de anidrido maleico do compatibilizante interfacial de PP maleado (PP-g-MAH), conduzindo ao desacoplamento interfacial e a rápida deterioração das propriedades mecânicas do compósito. A introdução de nanoargila organofílica de Montmorilonita (O-MMT, Cloisite 20A) poderá contribuir para redução desta deterioração termohidrolítica do compósito, em função das suas características de barreira à permeação de água. Portanto, é objetivo principal deste estudo avaliar a influência da introdução da nanoargila na durabilidade mecânica sob envelhecimento higrotérmico de compósitos de PP/PP-g-MAH/FV. Diversas formulações de compósitos de PP com teor constante de FV (40% em massa) e teores variados de nanoargila (0,5; 1; 2; e 5% em peso) e de PP-g-MAH foram preparados numa extrusora dupla-rosca corrotacional. O grau de intercalação/esfoliação da nanoargila em PP/PP-g-MAH foi avaliado por difração de raios-X (WAXD) e análise microestrutural por MEV e MET. Destes compósitos, algumas formulações de melhor desempenho mecânico foram submetidas ao envelhecimento higrotérmico em água deionizada a 80°C. A introdução de O-MMT nos compósitos de PP/PP-g-MAH/40%FV apresentou um efeito deletério inesperado nas propriedades mecânicas de curta duração em função do teor crescente de O-MMT. Dados de amortecimento mecânico (Tan ) indicaram o efeito deletério da O-MMT no grau de adesão interfacial no compósito ternário (PP/PP-g-MAH/40%FV/2%O-MMT), em relação ao compósito binário (PP/PP-g-MAH/40%FV). Análise de superfícies criofraturadas dos compósitos por MEV indica a ação abrasiva da O-MMT no recobrimento da FV. A resistência à tração sob envelhecimento higrotérmico, relativizada pela do material não envelhecido, indica que a presença da nanoargila contribuiu para um grau maior de deterioração destes compósitos de PP com reforço híbrido de FV/O-MMT.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4783.pdf: 9865059 bytes, checksum: 2355a70e8fd4c98dc0d05b205eca2bd0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-08 / Zirconia has been widely applied on production of structural components, mainly due to its great mechanical properties. However, these properties are associated to the zirconia tetragonal and cubic phases, which are stable only on high temperatures on pure material, being necessary doping the material with some oxides to keep these phases at ambient temperature, on a metastable condition. The industrial production of pieces on zirconia is a function of economical and operational aspects, being more common than chemical methods using the mechanical mixture process for adding the stabilizer oxides to the zirconia powder. On this context, the present work was done in association with an industry of marketing and manufacturing of technical ceramics components, among which stands out the products made on magnesia-partially stabilized zirconia (Mg-PSZ). The aim of this work was the identification of the main aspects associated to the industrial process for the production of zirconia Mg-PSZ that determine the final characteristics of the components, beginning with the characterization of the products of each production stage and the conformation of test bodies for the confirmation of the material stabilization after the sintering process. Thus, it was investigated the production of two batches of powder made from mixing the raw materials by a wet process followed by spray-drying, altering the pH of one slurry, by the addition of an aqueous solution of hydrocholoric acid. It was observed, on the end of the characterization process, that the slurry with reduced pH presented a differential behavior during the spray-drying process, which were responsible for the better mechanical properties on the sintered bodies made from this batch of powder. The analysis of the characterization results allowed the definition of the processing parameters that require a special control to the warranty of final products made on Mg-PSZ, according to the literature review done. / A zirconia tem sido amplamente utilizada em componentes estruturais, especialmente devido as suas excelentes propriedades mecanicas. Entretanto, essas propriedades estao relacionadas as fases tetragonal e cubica da zirconia, as quais sao estaveis somente em elevadas temperaturas no material puro, sendo necessario a adicao de oxidos dopantes para manter essas fases em condicao metaestavel a temperatura ambiente. A producao industrial de componentes em zirconia esta condicionada a aspectos economicos e operacionais, sendo mais comum empregar metodos que envolvem a mistura mecanica de pos para adicao dos oxidos estabilizantes a zirconia do que metodos quimicos. Nesse cenario, o presente trabalho foi realizado em parceria com uma industria de fabricacao e comercializacao de componentes em ceramica tecnica, dentre as quais se destaca a zirconia parcialmente estabilizada com oxido de magnesio. O objetivo da pesquisa foi a identificacao dos principais aspectos associados as etapas do processo de producao industrial de zirconia PSZ-Mg que influenciam as caracteristicas finais de componentes, a partir da caracterizacao dos produtos dessas etapas e da conformacao de corpos de prova para confirmacao da estabilizacao do material apos a sinterizacao. Dessa forma, foi acompanhada a producao de dois lotes de po produzido a partir da mistura por via umida das materias primas e secagem por atomizacao, com variacao no pH da barbotina para um dos lotes, feito a partir da adicao de solucao aquosa de acido cloridrico. Foi observado, ao final dos processos de caracterizacao, que a barbotina com pH reduzido apresentou um comportamento diferenciado durante a etapa de secagem, o que foi responsavel por melhores propriedades mecanicas nos corpos sinterizados produzidos a partir dessa massa. A analise dos resultados de caracterizacao permitiu, assim, a definicao dos parametros de processamento que requerem maior controle para garantia da qualidade dos produtos finais em zirconia PSZ-Mg, em concordancia com o levantamento bibliografico efetuado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4899.pdf: 7144238 bytes, checksum: c4336bff67d5782aa3e28e29529fa761 (MD5) Previous issue date: 2013-01-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / Aluminium alloys of the 7000 series are widely used in structural components in the aircraft industries due to their high strength and low density. However, a large amount of scraps is generated by the machining of the components, which achieves almost 90% of the alloy s initial mass. These wastes are normally used in low performance application, despite of the high quality of the AA7050 alloys. It occurs because is not possible to keep the good mechanical properties of the alloy when it is recycled by conventional casting, which generates high level of segregation of the alloy elements and a coarse microstructure. In this sense, the present work aims the recycling of the aluminium scraps by spray forming and hot extrusion. The spray forming process provides a rapid solidification, making possible to obtain a refined microstructure and a low level of segregation. The hot extrusion closes the pores arising from the previous process and increases the strength by reducing the grain size. After the spray forming the material was hot extruded in a industrial scale equipment in order to close the pores arising from the previous process and improve the strength. A combination of heat treatments concerning homogenization, solution and aging heat treatments were imposed during the process in order to optimize the mechanical properties. The microstructure characterization was carried out in a scanning electronic microscope (SEM) and in a transmission electronic microscope (TEM), combined with x-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) . The mechanical properties were evaluated by tensile tests. By the analysis of the results we can conclude that the spray forming is a viable route to recycle the Al AA7050 alloys because it can generate refined microstructure and better mechanical properties than the original material. / Ligas de Al da série 7000 são amplamente empregadas na fabricação de componentes da indústria aeronáutica devido à sua alta resistência mecânica e baixa densidade. Todavia, o volume de sucata gerado nessa fabricação é bastante alto, pois o processo principal utilizado é a usinagem, onde o aproveitamento é de cerca de 10% da massa inicial. Com a reciclagem dessa sucata, embora originada de uma liga de alta qualidade de alto custo, são produzidas peças de aplicações ordinárias, de baixo custo. Isso se deve ao fato das boas propriedades mecânicas da liga original não se manterem quando reciclada por rotas convencionais de fundição, que gera alto teor de segregação dos elementos de liga e microestrutura grosseira. Nesse cenário, a presente dissertação de mestrado objetivou a avaliação da possibilidade da reciclagem dessa sucata de usinagem da liga AA7050 através da rota de conformação por spray, CS, seguida de extrusão a quente. Com o primeiro processo tem-se a vantagem da solidificação rápida, sendo assim possível a obtenção de microestrutura refinada e com baixo nível de segregação. O segundo processo, realizado na seqüência, tem como objetivo o fechamento dos poros, intrínseco ao processo de CS, e aumentar a resistência mecânica por redução do tamanho de grão. Uma combinação de tratamentos térmicos como homogeneização, solubilização e envelhecimento foram realizados na rota de processamento visando otimizar as propriedades mecânicas. As microestruturas foram caracterizadas com uma combinação de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), aliadas à difração de raios-X (DRX) e à calorimetria diferencial de varredura (DSC). As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaio de tração. A análise dos resultados mostra que a conformação por spray, combinada com extrusão e tratamentos térmicos, representa uma rota viável na reciclagem da liga Al 7050, podendo gerar microestrutura refinada e propriedades mecânicas superiores às do material original.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5501.pdf: 4140433 bytes, checksum: 89923194e3bb03769e0e690aa53768f1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Charcoal is an important renewable source of energy and feedstock for several applications. Its consumption, production and utilization are known by human kind for many years and have been increasing over time. The constant increasing of global demand for the establishment of sustainable development puts charcoal in a prominent position, which makes it important to monitor technological advances in the area as an input to the planning and decision making. In the present study, the mapping of the technological advances into charcoal was carried out by the development of indicators based on the patents documents analysis. The patenting evolution was concentrated in the period from 2001 to 2010 with major involvement of Japan, South Korea, China, USA and Germany. The main technological domains related to charcoal were Chemistry Materials and Industrial Procedures with emphasis shown by the subdomains Basic Chemistry, Family Consumption, Technical Procedures and Materials Metallurgy. The main assignees of the documents are companies from North America, Europe and, especially from Asia. The Brazilian technological development into charcoal was substantially inferior when compared to the major assignees countries, even though Brazil is the main charcoal producer and consumer. In the case of the subdomain Materials Metallurgy, Japan, South Korea and China are the most prominent countries and most of the documents are concentrated in 10 subject areas. For this subdomain, the main assignees are Japanese and South Korean companies. The results showed that a significant amount of the patents documents on charcoal are related to apparatus, device, equipment and machine, and for this categorization there is also the Japanese, South Korean and Chinese prominence as well as the concentration of the documents in 10 subject areas. Among the patents related to equipment and so on, only a very few amount are triadic, in other words, were filed in US, EPO and Japan. These triadic patents are related to carbonization systems, methods and equipment for charcoal and activated charcoal production and waste and garbage treatment. / O carvão vegetal é uma importante fonte renovável de energia e de matéria-prima para diversas aplicações. Seu consumo, produção e utilização são conhecidos pela humanidade há milhares de anos e vêm evoluindo ao longo do tempo. O constante aumento da demanda mundial para o estabelecimento do desenvolvimento sustentável coloca o carvão vegetal numa posição de destaque, o que torna relevante o monitoramento tecnológico na área como subsídio ao planejamento e tomada de decisão. Na presente pesquisa, foi realizado o mapeamento dos avanços tecnológicos relacionados ao carvão vegetal por meio do desenvolvimento de indicadores baseados na análise de documentos de patentes. A evolução do patenteamento em carvão vegetal mostrou-se concentrada no período de 2001 a 2010, com envolvimento principalmente do Japão, Coréia do Sul, China, EUA e Alemanha. Os principais domínios de desenvolvimento tecnológico em carvão vegetal foram Química Materiais e Procedimentos Industriais, com ênfase nos subdomínios Química de Base, Consumo das Famílias, Procedimentos Técnicos e Materiais Metalurgia. Os principais titulares de documentos de patentes em carvão vegetal são empresas de origem americana, europeia e, especialmente de origem asiática. No Brasil, o desenvolvimento tecnológico em carvão vegetal se mostrou bem inferior ao dos principais centros, embora o país seja o principal produtor e consumidor mundial deste material. No caso do subdomínio Materiais Metalurgia, Japão, Coréia do Sul e China são os países mais proeminentes e a maioria dos documentos de patentes em carvão vegetal estão concentrados em 10 assuntos tecnológicos. Para esse subdomínio, os principais titulares são empresas japonesas e sul coreanas. Os resultados mostraram que uma parcela significativa dos documentos de patentes em carvão vegetal está relacionada a aparatos, dispositivos, equipamentos e máquinas, e que para essa categorização também há proeminência do Japão, Coréia do Sul e China, bem como a concentração dos documentos em 10 assuntos tecnológicos. Dentre as patentes associadas à categorização, apenas uma parcela muito pequena é de caráter trilateral, ou seja, foi depositada nos EUA, EPO e Japão. Esses documentos são referentes a sistemas, métodos e equipamentos de carbonização para produção de carvão vegetal, carvão ativado e tratamento de resíduos ou lixo.