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Obtenção e caracterização de compositos polimericos e ceramicos reforçados com tecido de fibra de carbono

Pina, Samanta Rafaela de Omena 03 August 2018 (has links)
Orientador : Inez Valeria Pagotto Yoshida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pina_SamantaRafaeladeOmena_D.pdf: 10780249 bytes, checksum: a5537932a1b5b43b6716fa89b319c7aa (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado
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Fibras de carbono a partir do metano : produção e caracterização

Fernandes, Luísa Maria January 1998 (has links)
Tese de mestrado. Engenharia dos Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto
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Análise computacional de vigas reforçadas ao cisalhamento com sistemas EB-FRP : efeitos da interação estribos–fibras / Computational analysis of shear strengthening of reinforced concrete beams with eb-frp : interaction between stirrups and fibers

Roa Rojas, Nicolás 30 March 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-06-05T18:53:51Z No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-21T23:49:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T23:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_NicolásRoaRojas.pdf: 29758308 bytes, checksum: 2f7810018ce255126d315379164b7104 (MD5) Previous issue date: 2017-06-21 / O reforço de vigas de concreto armado através da colagem externa (EB) de compósitos de fibra de reforço polimérico (FRP) tem-se tornado uma das técnicas de reforço mais eficientemente empregadas nas últimas décadas. O presente trabalho apresenta o estudo do sistema EB–FRP no reforço ao cisalhamento de estruturas, dando ênfase às contribuições de resistência e aos efeitos de interação existentes entre estribos e fibras de carbono. Os modelos de cálculo de dimensionamento utilizados por normas e outros propostos por autores são apresentados com o objetivo de avaliar a precisão das contribuições de resistência das fibras com respeito a resultados experimentais. Observou-se que os modelos de cálculo que consideram os efeitos de interação no cálculo das contribuições de resistência são mais precisos, ensejando a necessidade de se atentar à sua influência nas normas vigentes. Foram desenvolvidas simulações computacionais no programa de elementos finitos Abaqus 6.14 (2014), considerando-se o modelo plástico do concreto. As armaduras foram definidas com comportamento elásto-plástico perfeito e as fibras foram modeladas com propriedades elásticas de comportamento unidirecional e com um modelo de contato perfeito com às superfícies de concreto. Na sequência, as propriedades dos materiais foram verificadas e a resposta global da estrutura foi calibrada com respeito aos resultados experimentais reportados por Salles Neto (2000). Os modelos computacionais permitiram observar que à medida que se aumenta taxas de armadura transversal, a eficiência das fibras enquanto reforço ao cisalhamento é afetada, uma vez que as tensões atuantes em cada material se apresentam em proporções diferentes ao longo do processo de carregamento. De forma geral, a capacidade de carga das vigas aumentou com o uso do reforço, sendo comentadas algumas caraterísticas dos reforços que podem gerar sistemas mais eficientes. / Strengthening of reinforced concrete beams through the external bonding (EB) of fiber reinforced polymer composites (FRP), has become one of the most efficiently applied strengthening technique in the last decades. The current work presents the study of the EB-FRP system in strengthening structures to shear, with emphasis on their contributions and on the interaction effects that exist between stirrups and carbon fibers. The sizing calculation models used by standards and others proposed by authors are presented with the aim of evaluated the accuracy of the fiber strength contributions with respect to experimental results. The models that consider the effects of interaction in the calculation of resistance contributions are more precise, which constitutes the impetuous need to consider these effects in the current codes. Computational simulations were developed in Abaqus finite element software. Assuming the plastic behavior on the concrete. The steel bars were defined with perfect elastic–plastic behavior and the fibers were modeled with elastic properties with unidirecional behavior and with a perfect contact model to the concrete surfaces. Finally, the defined properties of the materials was verified and the overall structure response were calibrated with respect to experimental results of Salles (2000). These models allowed to observe how high rates of transverse steel affect negatively the fiber efficiency as a shear reinforcement since the tensions acting on each material present in different proportions throughout the loading process. In conclusion, it can be noted that the load capacity of the represented beams increased with the application of reinforcement. Some characteristics of reinforcements that can generate more efficient systems are commented on.
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Reforço de vigas ao cisalhamento com compósito de fibra de carbono (PRFC) / Strengthening of beams in shear with carbon fiber composites (CFRP)

Fernández Pérez, Ailín 26 July 2016 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Aline Mequita (alinealmeida@bce.unb.br) on 2016-11-17T12:15:11Z No. of bitstreams: 1 2016_AilínFernándezPérez.pdf: 5412585 bytes, checksum: 14192ba8fed0f8f84178220ae7e44d4f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-11T18:57:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AilínFernándezPérez.pdf: 5412585 bytes, checksum: 14192ba8fed0f8f84178220ae7e44d4f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T18:57:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AilínFernándezPérez.pdf: 5412585 bytes, checksum: 14192ba8fed0f8f84178220ae7e44d4f (MD5) / Os reforços com compósitos de fibras são ainda pouco empregados no Brasil. Estes polímeros reforçados com fibra (PRF), feitos de fibra em uma resina polimérica, aumentam a ductilidade, a capacidade resistente, tem alta resistência à tração e baixa relaxação, e são imunes à corrosão. O reforço ideal para qualquer elemento estrutural é aquele que leva à ruptura por flexão evitando a ruptura por cisalhamento, e assim apresentando maior ductilidade, comparada com as rupturas por cisalhamento. Nesta pesquisa são analisados os resultados experimentais de 123 vigas de concreto armado reforçadas ao cisalhamento com compósitos de fibra de carbono (PRFC), as quais conformarão um banco de dados com o objetivo de criar uma metodologia de cálculo que melhor represente os resultados experimentais. Foram comparadas as previsões do tipo de ruptura em função do tipo de reforço, da forma de colocação, e da eficiência do tipo de ancoragem utilizado. Os resultados foram também comparados com prescrições de normas, estabelecidas pelo ACI 318-2011, ABNT NBR 6118-2014, ACI 440.2R 2008, e pelo CEB–FIB–Bulletin 14 (2001), e com as teorias dos pesquisadores Zsutty (1968), e Chen e Teng (2003). De uma maneira geral as melhores estimativas foram obtidas com as expressões de Zsutty (1968), e Chen e Teng (2003). Entretanto, foram obtidas boas estimativas com o método da CEB–FIB–Bulletin 14. Sendo que o ACI 440.2R 2008 tendeu muito mais a subestimar a capacidade resiste das vigas se comparada com os resultados experimentais. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Strengthening of structures with FRP is not yet commonly used in Brazil. These strengthening materials increase the ductility and ultimate load, have high tensile strength and have no corrosion. The ideal shear strengthening leads the beams to fail in bending, so increasing their ductility. This research analyzes the experimental results of 123 reinforced concrete beams strengthened to shear with carbon fiber composite (CFRP), which conform a database in order to create a calculation method that best represents the experimental results. Their ultimate loads are compared as function of the strengthening type, the way of disposing it, and the efficiency of the anchorage type used. The results were compared with estimates by codes: ACI 318 (2014), ABNT NBR 6118 (2014), ACI 440.2R (2008), and by CEB–FIB–Bulletin 14 (2001), and by the propositions from Zsutty (1968), and Chen & Teng (2003). In general, the best estimates were obtained using the equations proposed by Zsutty (1968) and by the Chen & Teng (2003). However, good estimates with small variations were obtained in some cases with the method of CEB – FIB, Bulletin 14. However the code ACI 440.2R (2008) tended more to underestimate the ability of resisting beams compared with the experimental results.
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Estudo da cicatrização do tendão calcaneo comum com implante de fibra de carbono no cão

Richter, Rosana Keller January 1991 (has links)
Orientador: Antonio Felipe P. F. Wouk / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Ciencias Agrarias, Curso de Pós-Graduação em Ciencia Veterinarias. Defesa: Curitiba, 14/05/1991 / Resumo: Foi realizado um experimento para demonstrar a utilidade da fibra de carbono no processo cicatricial do tendão calcâneo comum de cão. Foram utilizados doze câes sem raça definida clinicamente sadios e quatro destes foram utilizados como controle. Filamentos de fibra de carbono foram utilizados como prótese cirúrgica após tenotomia e tenorrafia do tendão calcâneo comum direito do cão. Foram também realizados tenotomia e tenorrafia nos grupos controle, os quais não sofreram implante. A tenorrafia foi realizada com fio de sutura de ácido poliglicólico. Foram constituido quatro grupos experimentais de três cães. O primeiro grupo foi sacrificado aos trinta dias, o segundo aos sessenta dias, o terceiro aos noventa dias e o quarto aos cento e vinte dias após o ato cirúrgico e a correspondente implantação com fibra de carbono. Os tendões foram analisados clinica e his tologicamente. Os cães implantados demonstraram sinais de deambulação nor mal mais precocemente, apresentando os tendões mais espessados em relação aos animais controle. Foram encontradas microparticulas de fibra de carbo no no linfonodo popliteo já aos trinta dias após o implante. Devido uma intensa proliferação tissular encontrada em torno dos filamentos e da fibra de carbono, admite-se que o material implantado atuou como um promotor de cr~scimehto para o·tecido neo-formado. Desta forma o novotecido obedece as linhas biomecânicas do-tendão. Uma pesquisa com duração de um periodo de tempo mais longo está realizada no Serviço de Cirurgia Veterinária da Universidade Federal do. Paraná para observações mais detalhadas' da mígração das microparticulas de fibra de carbono via linfática. / Abstract: An experiment was carried out in order to demonstrate the usefulness of carbon fiber in the process of healing of the dogs calcaneal tendon. Twelve healthy mongrel dogs and four of them were used as control. Carbon fiber filaments were experimentally inserted by means of a surgical prothesis after a tenontoplasty of the right common calcaneal tendon has been performed. Tenotomy and tenontoplasty were also carried out in the control group, wich, in the other hand, was not implanted with carbon fiber. After the tenotomy, tenontoplasty was performed using poliglycolic acid suture. Four experimental, groups of three dogs each were used. The first group was killed at 30 days; the second group at 60 days, the third at 90 days and the fourth, at 120 days after surgery and the corresponding implantation of the carbon fiber. A clinical survey of the tendons has been carried out wich was followed by histological analysis. The implanted dogs showed earlier signs of normal walking when compared to the behaviour of the control animals. Furthermore macroscopically thicker tendons were observed as compared with the control animals. Microparticles of carbon fiber.were already found in the popliteous limph nodes after 30 days of implantation. Due to the high tissue proliferation around the carbon fiber filaments,', it has been admited thaltv the implanted material acts as a scaffold to the newly formed tissue. In regard to this feature, the new tissue follows the biomechanical lines of the tendon. A further study is being on the way in the Veterinary Surgical Service of Federal University of Parana with the goal to obtain more details about carbon fiber micropar tides limphatic migration in the implanted animals.
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Obtenção de camadas de difusão gasosa para célula a combustível do tipo PEM utilizando fibras curtas de carbono foto-funcionalizadas por luz UV

Siqueira, Tiago de Abreu January 2012 (has links)
As células a combustível do tipo PEMFC necessitam de alta durabilidade, eficiência e custo baixo de produção para que tenham aplicação prática. Um dos componentes da célula denominado MEA (Membrane Electrode Assembly) é composto por uma membrana trocadora de prótons e por camadas de difusão gasosa (CDG) que devem ser altamente condutores, porosos e hidrofóbicos. CDGs com alta hidrofobicidade são geralmente preparadas com revestimentos à base de Nafion® e PTFE (politetrafluoretileno) sobre a superfície do substrato (polímero reforçado com fibra/papel de carbono). No entanto, alguns estudos têm demonstrado que o desempenho das CDG’s tende a diminuir com o aumento de PTFE na superfície. O presente trabalho apresenta um método de tratamento superficial através de modificação assistida por radiação UV na presença do agente hidrofóbico Trimetóxipropilsilano (TMPSi). Foram realizadas modificações superficiais inserindo grupos hidrofóbicos na superfície da CDG por meio da imersão da mesma em H2O2 10% por 2 minutos, seguida da irradiação (254 nm) na presença de TMPSi por 60 e 120 min. Aplicou-se também um tratamento térmico a 80 °C por 120 minutos após a irradiação. As amostras foram caracterizadas quanto à molhabilidade por monitoramento do ângulo de contato (WCA - water contact angle), que evidenciou um aumento de aproximadamente 30° no WCA para as amostras. Análises de FTIR-ATR evidenciaram a evolução das ligações químicas realizadas na superfície do polímero e medidas de condutividade elétrica mostraram que houve um decréscimo menor com o tratamento superficial por foto-funcionalização hidrofóbica do que com os tratamentos a base de PTFE. Os resultados evidenciaram a eficiência do tratamento proposto para a produção de CDGs hidrofóbicas em alternativa aos tratamentos convencionais com PTFE e a um custo reduzido. / The PEMFC type fuel cell requires high durability, efficiency and low production cost to achieve wide-spread practical application. One of the components of the cell, called MEA (Membrane Electrode Assembly), comprises a proton exchange membrane and gas diffusion electrodes (GDL) that must be highly conductive, porous and hydrophobic. The highly hydrophobic GDL are usually prepared with coatings based on PTFE (polytetrafluoroethylene) on the surface of the substrate (fiber reinforced polymer/carbon paper), even though some studies have shown that the performance of CDG's tends to decrease with increasing PTFE surface. This work focuses on a surface treatment method assisted by UV radiation in the presence of a hydrophobic agent (trimetoxipropylsilane - TMPSi). Surface modifications were carried out by inserting hydrophobic groups on the surface of CDG by its immersion on 10% H2O2 solution for 2 min, followed by irradiation (254 nm) in the presence of TMPSi for 60 and 120 min. A heat treatment, 80 °C for 120 min, was also applied after irradiation. The samples were characterized, among others, by WCA (water contact angle) which showed an increase of nearly 30°, whereas FTIR-ATR showed change in chemical bonds on the polymer surface. Conductivity measurements showed higher values with the hydrophobic photo-functionalization surface treatment than the treatments based on PTFE. The results evidenced the effectiveness of the proposed treatment for the production of hydrophobic CDGs as an alternative to conventional PTFE treatments and at low cost.
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Dispositivo microfluídico de borracha natural (LAB-ON-A-CHIP) /

Cabrera, Flávio Camargo. January 2015 (has links)
Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: Deuber Lincon da Silva Agostini / Banca: Frank Nelson Crespilho / Banca: Ivan Helmuth Bechtold / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Esta tese apresenta um novo conceito de dispositivo microfluídico flexível, utilizando a borracha natural como material alternativo, de baixo custo, flexível e elástico, para a preparação de plataformas lab-on-a-chip. A preparação do dispositivo é realizada com a dispersão do látex sobre o molde. Este é construído em placas de acrílico (PMMA - Poli-metilmetacrilato) contendo a configuração do dispositivo. O látex deve recobrir toda a estrutura, utilizando o método casting. Posteriormente, o molde contendo látex é submetido a tratamento térmico para a formação das membranas de borracha natural. As membranas retiradas do molde replicam a configuração do dispositivo em sua superfície. Filmes de policloreto de vinil (PVC) são utilizados como recobrimento interno a fim de evitar a absorção de água e a liberação de composição proteica das membranas de borracha natural. Os dispositivos flexíveis de borracha natural foram implementados como sensores óptico e eletroquímicos, utilizando fibras de carbono flexíveis como eletrodos internos. Torna-se importante ressaltar que as membranas de borracha natural são transparentes (quando consideradas a região vísivel do espectro eletromagnético), bem como biocompatíveis, possibilitando a combinação de propriedades mecânicas, ópticas e biológicas num único dispositivo. Por meio das análises eletroquímicas, demonstrou-se que possuem boa estabilidade e resistência quando submetidos a testes prolongados, mantendo a característica da curva de potencial, bem como o curto intervalo de tempo necessário para atingir a corrente estacionária durante os processos eletroquímicos. Em segunda instância, utilizaram-se os microdispositivos de borracha natural como microreatores para a síntese de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) decoradas com nanopartículas de ouro (FeO4-AuNPs). A síntese de partículas decoradas (Fe3O4-AuNPs) mostrou-se efetiva, obtendo relativo grau... / Abstract: This thesis reports a new concept of flexible microfluidic device, using natural rubber as alternative material, flexible and stretchable, for based-plataforms of lab-on-a-chip-devices. The device preparation is carried out dropping the latex over the mold, supported on acrylic dishes, containing the configuration of the device. The latex should cover the entire structure by casting method and, subsequentely subjecting it to thermal treatment to form the natural rubber membranes. The membranes demolded should replicate the configuration of the device on its surface. Poly(vinyl chloride) (PVC) films are implement as covering layer on internal surface, avoiding thw water absorption e protein compounds leaching from natural rubber membranes. The flexible devices of natural rubber were implemented as optical and electrochemical sensors, using flexible carbon fibers as electrodes internal electrodes. Becomes important emphasize, that the natural rubber membranes are transparent when considering the visible region in the electromagnetic sprectrum as well as it is biocompatible, allowing the combination of mechanical, optical and biological properties in a single device. Rely on electrochemical analysis devices demonstrate good stability and resistance for long term stability maintaining the characteristic curve of potential as well as a short interval of time necessary to reach the stationary current for each electrochemical process. In a second instance, we used the natural rubber-based microfluidic as microreactor for the synthesis of magnetic nanoparticles (Fe3O4) decorated with gold nanoparticles (Fe3O4-AuNPs). The synthesis of decorated nanoparticles (Fe3O4-AuNPs) shows effectiveness in order to obtain high degree of homogeneity on gold nanoparticles distribution over the surface of magnetite particles, reaching averages sizes of 6.3 nm / Doutor
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Obtenção de camadas de difusão gasosa para célula a combustível do tipo PEM utilizando fibras curtas de carbono foto-funcionalizadas por luz UV

Siqueira, Tiago de Abreu January 2012 (has links)
As células a combustível do tipo PEMFC necessitam de alta durabilidade, eficiência e custo baixo de produção para que tenham aplicação prática. Um dos componentes da célula denominado MEA (Membrane Electrode Assembly) é composto por uma membrana trocadora de prótons e por camadas de difusão gasosa (CDG) que devem ser altamente condutores, porosos e hidrofóbicos. CDGs com alta hidrofobicidade são geralmente preparadas com revestimentos à base de Nafion® e PTFE (politetrafluoretileno) sobre a superfície do substrato (polímero reforçado com fibra/papel de carbono). No entanto, alguns estudos têm demonstrado que o desempenho das CDG’s tende a diminuir com o aumento de PTFE na superfície. O presente trabalho apresenta um método de tratamento superficial através de modificação assistida por radiação UV na presença do agente hidrofóbico Trimetóxipropilsilano (TMPSi). Foram realizadas modificações superficiais inserindo grupos hidrofóbicos na superfície da CDG por meio da imersão da mesma em H2O2 10% por 2 minutos, seguida da irradiação (254 nm) na presença de TMPSi por 60 e 120 min. Aplicou-se também um tratamento térmico a 80 °C por 120 minutos após a irradiação. As amostras foram caracterizadas quanto à molhabilidade por monitoramento do ângulo de contato (WCA - water contact angle), que evidenciou um aumento de aproximadamente 30° no WCA para as amostras. Análises de FTIR-ATR evidenciaram a evolução das ligações químicas realizadas na superfície do polímero e medidas de condutividade elétrica mostraram que houve um decréscimo menor com o tratamento superficial por foto-funcionalização hidrofóbica do que com os tratamentos a base de PTFE. Os resultados evidenciaram a eficiência do tratamento proposto para a produção de CDGs hidrofóbicas em alternativa aos tratamentos convencionais com PTFE e a um custo reduzido. / The PEMFC type fuel cell requires high durability, efficiency and low production cost to achieve wide-spread practical application. One of the components of the cell, called MEA (Membrane Electrode Assembly), comprises a proton exchange membrane and gas diffusion electrodes (GDL) that must be highly conductive, porous and hydrophobic. The highly hydrophobic GDL are usually prepared with coatings based on PTFE (polytetrafluoroethylene) on the surface of the substrate (fiber reinforced polymer/carbon paper), even though some studies have shown that the performance of CDG's tends to decrease with increasing PTFE surface. This work focuses on a surface treatment method assisted by UV radiation in the presence of a hydrophobic agent (trimetoxipropylsilane - TMPSi). Surface modifications were carried out by inserting hydrophobic groups on the surface of CDG by its immersion on 10% H2O2 solution for 2 min, followed by irradiation (254 nm) in the presence of TMPSi for 60 and 120 min. A heat treatment, 80 °C for 120 min, was also applied after irradiation. The samples were characterized, among others, by WCA (water contact angle) which showed an increase of nearly 30°, whereas FTIR-ATR showed change in chemical bonds on the polymer surface. Conductivity measurements showed higher values with the hydrophobic photo-functionalization surface treatment than the treatments based on PTFE. The results evidenced the effectiveness of the proposed treatment for the production of hydrophobic CDGs as an alternative to conventional PTFE treatments and at low cost.
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Manufacturing and characterization of aluminium-nickel matrix composites

Silva, Cauê Corrêa da January 2015 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338916.pdf: 1608467 bytes, checksum: 23dec638e6d54767a7815bbbc05e726e (MD5) Previous issue date: 2015 / Abtsract : The present work describes the designing of a manufacturing process for the production of aluminum matrix composites reinforced with carbon fibers. The matrix was chosen to be an interlayering of aluminum foils and nickel mesh stripes, cold rolled with 70% of thickness reduction, being then submitted to different heat treatments, of which immersion in pure aluminum melt was found to be the most promising. Microstructure and composition of the samples were analyzed with scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffractography and microhardness test, whose results showed the presence of remaining nickel and intermetallic compounds formed during the processing, namely Ni2Al3 and NiAl, agreeing with studies on reactive diffusion found in the literature. Furthermore, composites were produced by incorporating nickel-coated carbon fibers to the manufacturing process, being evaluated the effect of the fibers addition to the material with scanning electron microscopy, energy-dispersive Xray spectroscopy, X-ray diffractography and fiber content estimation via image binarization. Intermetallic phases were also present in the microstructure of the composites, nevertheless in smaller extent and in an aluminum matrix. Bond between matrix and fibers was found to be strong, since no fiber pull out took place. Performed fiber content analysis showed that the optimum fiber volume content is between 15% and 40%. Mechanical properties of both without and with fibers materials were assessed through 4-point bending tests, having theirfracture surface analyzed afterwards.<br> / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabricação para a produção de compósitos de matriz de alumínio reforçados com fibras de carbono. O material escolhido para a matriz era constituído por camadas intercaladas de folhas de alumínio e malha de níquel, laminadas a frio com 70% de redução de espessura, sendo então submetidos a diferentes tratamentos térmicos, dentre os quais imersão em fundido de alumínio mostrou-se o mais promissor. A microestrutura e a composição das amostras foram analisadas com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e testes de microdureza, cujos resultados mostraram a presença de níquel remanescente e compostos intermetálicos, Ni2Al3 e NiAl, coincidindo com estudos sobre difusão reativa encontrados na literatura. Além disso, compósitos foram produzidos através da incorporação de fibras de carbono revestidas com níquel ao processo de fabricação, sendo avaliados os efeitos da adição de fibras ao material com microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de raios-X, difratografia de raios-X e estimativa do teor de fibras através de binarização de imagens. Fases intermetálicas também estavam presentes na microestrutura do compósito, entretanto em menor quantidade e em uma matriz de alumínio. A adesão entre matriz e fibras foi avaliada como sendo alta, visto que não ocorrou o fenômeno de pull out das fibras. As análises de teor de fibra mostraram que o volume de fibras ótimo encontra-se entre 15% e 40%. Tanto propriedades mecânicas do material sem fibra, quanto do com fibra, foram aferidos com teste de flexão em 4 pontos, posteriormente tendo sua superfície de fratura analisada.
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Monitoramento do processo de densificação de compósitos termoestruturais de carbono reforçado com fibras de carbono por tomografia computadorizada e resistividade elétrica

Barbosa, Carlos Alberto Lindholm [UNESP] 06 August 2012 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-06Bitstream added on 2014-06-13T21:04:59Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_cal_dr_guara.pdf: 2870365 bytes, checksum: d4450badd222b127c86d6a6122ee4eed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os compósitos termoestruturais de carbono reforçados com fibras de carbono (CRFC) apresentam propriedades termo-mecânicas adequadas para aplicações a altas temperaturas (1000 a 2800ºC). Estes materiais tem sido utilizados em componentes aeroespaciais, tais como, gargantas de tubeiras de foguete, freios de aeronaves e escudos de reentrada. O processo de manufatura desses materiais, entretanto, é complexo, envolvendo multi-etapas que culminam em uma massa específica adequada com um mínimo de porosidade. O trabalho tem como objetivo correlacionar parâmetros e eficiência de processo como uma ferramenta de controle de qualidade. Compósitos CRFC foram obtidos a partir de preformas tridirecional (3D) e tetradirecional (4D), por meio de sucessivos ciclos iterativos de densificação, que envolveram etapas de impregnação, que correspondem ao preenchimento de poros com resina fenólica, carbonização a 1000ºC e grafitização a 2000ºC. Medidas e cálculos de percentual de vazios ao final de cada etapa de densificação foram realizadas e os resultados comparados com valores teóricos. Análises por difração de raios-X e espectroscopia Raman indicaram que a matriz carbonosa teve sua estrutura cristalina alterada no processo de densificação, quando a temperatura de tratamento térmico muda de 1000 oC para 2000 oC. As etapas de processamento do compósito CRFC foram monitoradas por meio dos ensaios de resistividade elétrica e por tomografia computadorizada de raios-X. A diminuição do volume de porosidade, como conseqüência da incorporação contínua de matriz carbonosa nos compósitos, resultou na diminuição da resistividade elétrica à medida que o número de etapas de processo em direção ao ciclo total de processo. A porosidade medida por tomografia computadorizada revelou valores... / Carbon fiber reinforced carbon matrix (CFRC) exhibits adequate thermomechanical properties for applications at high temperatures (1000-2800 °C). These materials have been used in aerospace components such as rocket nozzle throats, aircraft brakes and reentry shields. However, the manufacturing process of these materials is complex and involves multi-step proceeding which results in an adequate density with a minimum porosity. This work aims to correlate processing parameter and related processing efficiency as a quality control tool. CFRC composites were obtained from multi-directional having three directions (3D) and four directions (4D) by means of successive and iterative cycles involving densification steps by impregnating the performs, which involves the filling of pores with a phenolic resin, carbonization at 1000 °C and graphitization to 2000 °C. Measurements and calculations of percentage of voids at individul processing steps of densification were performed and the results compared with the theoretical values. Analysis by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy showed that carbonaceous matrix had its crystal structure changed over the densification process, as heat treatment temperature changes from 1000 oC to 2000 oC. The steps of processing of the CFRC composite were monitored by electrical resistivity and by X-ray computed tomography. The decrease in pore volume, as a consequence of the increase in carbon matrix volume fraction in the composites, resulted in a lower electrical resistivity, as the number of processing steps went towards to completion of total processing cycles. The porosity measured by computed tomography reveled values in between 7 and 11% and a bulk density of between 1,16 and 1,20 g/cm3 for the CFRC composites, after the sixtieth step of processing... (Complete abstract click electronic access below)

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