Orientadores : Rubens Caram Junior, Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T09:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mota_MarilsaAparecida_D.pdf: 24220376 bytes, checksum: c0f24e89b2fd2cd13415ae084a7ac911 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A fabricação de componentes estruturais para aplicações em altas temperaturas e em meios agressivos envolve o emprego de materiais que mantenham suas propriedades químicas, mecânicas e físicas em temperaturas acima de 1.000 oCo Em diversos sistemas, a estrutura eutética exibe estabilidade térmica inerente e permite obter um material compósito in situ, com microestrutura alinhada através do processo de solidificação direcional. No presente trabalho, ligas do sistema Fe-AlNb e Fe-Al-Nb(Mo) foram obtidas e processadas. Inicialmente, investigou-se a microestrutura de solidificação no estado bruto de fusão através de técnicas metalográficas convencionais com o objetivo de verificar o comportamento das fases do eutético. Observou-se que a fase (FeAl)2Nb solidifica de forma facetada com o aumento do teor de alumínio na liga (- 41%). Em seguida, as ligas eutéticas F_7,5Al22,gNb9,7 e Fe49,7A41,2Nb9,1 foram solidificadas direcionalmente através do processo Bridgman em forno com aquecimento indutivo. As amostras resultantes tiveram suas microestruturas caracterizadas com relação às condições de solidificação e ao comportamento mecânico através de ensaios de dureza, e de compressão nas temperaturas: ambiente, 600 °C e 1.000 oCo Em uma etapa final, essas ligas foram avaliadas quanto à sua resistência à oxidação e quanto à estabilidade de suas microestruturas em alta temperatura. Os resultados obtidos possibilitaram a compreensão das principais características essenciais em um material para uso estrutural, tais como: propriedades anisotrópicas relacionadas ao alinhamento das fases do eutético e o comportamento mecânico em diferentes meios / Abstract: The manufacture of structural components for application in high temperatures and aggressive environments involves the use of materials that maintain their chemical, mechanical and physical properties in temperatures above 1,000 C. The eutectic microstructure of many systems posses inherent thermal stability and it may result in an in situ composite material, with an aligned microstructure by directional solidification process. In the present work, alloys in the Fe-Al-Nb and FeAl-Nb(Mo) systems were obtained and processed. Initially, the microstructures in the as-cast condition were analyzed by through conventional metallographic techniques, with the aim to investigate the eutectic phase behavior. Were noted that the (FeAl)2Nb phase solidifies in a faceted form with increasing aluminum content (- 41 %). Further, the eutectic alloys (F_7,5Al22,8Nb9,7 e Fe49,7Al41,2Nb9,l) were directionally solidified using Brigdman process in furnace with inductive heating. The resultant microstructures were characterized in terms of solidification conditions and in terms of mechanical behavior by hardness testing and compressing at temperatures: environment, 600°C e 1,000 C. In a final stage, the oxidation resistance and the high temperature microstructure stability of the alloys were evaluated. The results obtained allowed to understand the main characteristics to use some material as structural component like: anisotropic properties, mechanical behavior in different conditions / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T20:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SedanoTapia_LuisGilbert_M.pdf: 3679387 bytes, checksum: 670092559cff076eda5961cd1d7dd77e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresenta-se um elemento finito triangular de sete nós para a análise de placas laminadas de material composto, pelo método dos deslocamentos. É necessário conhecer as propriedades elásticas do material, os coeficientes de correção do cisalhamento, a geometria da placa, assim como as orientações das fibras de cada lâmina. Este modelo é formulado usando o princípio da mínima energia potencial total junto com a teoria de deformação de cisalhamento de primeira ordem (Reissnerl/Mindlin). O elemento é baseado numa representação isoparamétrica aliada a estratégia de interpolação interdependente; polinômios de ordem cúbica para os deslocamentos de flexão e polinômios de ordem quadrática para a geometria do elemento, rotações e deslocamentos no plano médio. O elemento resultante é desenvolvido fazendo-se uso de integração numérica exata, com os domínios corrigidos e livre do efeito de travamento de cisalhamento (shear locking). Resultados numéricos são apresentados para demonstrar seu bom comportamento frente a outros elementos triangulares existentes na análise de problemas usuais / Abstract: A seven-nodal degrees of freedom triangular finite element for analysis of laminated plates of composite material is presented. It is necessary to know the elastic properties of the material, the shear correction coefficients, the plate geometry as well as the orientation of the fibers of each one of the laminates. This model is formulated using the minimum total potencial energy with the theory of shear deformation of first order (Reissner/Mindlin). The element is based upon a isoparametric representation with a interdependent interpolation strategy; bicubic polynomials for the transverse displacements and biquadratic polynomials for the element geometry, in-plane rotations and displacements. The resulting element, developed using exact numeric integration, has correct rank and is free of shear locking. Numeric results are presented to show its good performance when compared with other existent triangular elements in the analysis of standard test problems / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghiin / Made available in DSpace on 2018-07-24T02:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseRobertoDias_M.pdf: 2869822 bytes, checksum: 36e7a22d75b23ffd1ffe009703ad6d91 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Cristais liquidos são sistemas fluidos que apresentam propriedades intermediárias entre a fase sólida e fase líquida e, são formados por um arranjo molecular com ordem estrutural. Estes sistemas estão classlticados como Cristais Líquidos Termotrópicos, Cristais Líquidos Liotropicos e Cristais Plasticos. Desde a sua descoberta, estes sistemas têm mostrado ser uma importante área de pesquIsa da matéria condensada. Como conseqüência tivemos uma revolução tecnológica na indústrIa eletro-eletrônica com a produção de mostradores de cristal líquido, culminado na produção em larga escala de computadores e televisores portáteis de alta definição, devido à substituição dos tubos de raios catódicos por mostradores de cristal líquido. Neste trabalho utilizamos a espectroscopia de lente térmica na configuração de modo descasado para determinar a difusividade térmica de amostras de cristal líquido Liotrópico na fase nemática cilíndrica. A espectroscopia de lente térmica é uma técnica transiente usada para caracterizar propriedades ópticas e térmicas de materiais de baixa absorção óptica. As amostras estudadas foram: 1) laurato de potássio (29,4% em peso), decanol (6,6%) e água (64%); 2) laurato de potássio (34,5%), cloreto de potássio (3,0%) e água (62.5 %); 3) e 4): amostra 1 dopada com ferrofluido em duas concentrações. As amostras foram orientadas em campo magnético, tanto na direção paralela quanto na perpendicular às paredes da célula de amostra, e a textura da fase nemática cilindrica foi observada no microscópio óptico com polarizadores cruzados. A adição de ferrofluido nestes sistemas deve-se à maior facilidade de orientação das micelas na presença de campo magnético. A difusividade térmica (paralela e perpendicular ao diretor da fase) foi determinada a partir das medidas de lente térmica nas amostras orientadas. Os resultados obtidos para as amostras 1 e 2 indicam que a anisotropia térmica deste sistema é menor que aquela dos cristais líquidos termotrópicos na fase nemática cilíndrica. Um modelo de resistências térmicas é apresentado, relacionando a anisotropia térmica à forma das micelas. Este modelo ajusta bem os resultados experimentais, tanto no caso das misturas liotrópicas aqui investigadas, quanto no caso dos cristais líquidos termotrópicos, encontrados na literatura. Os resultados obtidos para as amostras 3 e 4 mostram que a anisotropia térmica é reduzida com a adição de ferrofluido. Além disso, a difusividade térmica também diminui com a dopagem, indicando que as partículas de ferrofluido desempenham papel significativo na propagação do calor na amostra / Abstract: Liquid Crystals are fluids that present intermediate properties between solid and liquid, and consist of a molecular arrange with structural order. These systems are classified as Thermotropic Liquid Cristals, Lyotropie Liquid Crystals and Plastic Crystals. Since their discovery, these systems have shown to be an important area of condensed matter research. As a result, a technological revolution took place in the electronics industry, with the production of liquid crystal displays, achieving the large scale production of portable computer and television displays through the replacement of the catodic ray tubes. In this work we used the thermal lens spectroscopy in the mismatched mode to determine the thermal diffusivity of Lyotropic Liquid Crystal samples in their nematic calamitic phase. The thermal lens spectroscopy is a transient technique suitable to characterize both optical and thermal properties of very low optical absorption samples. The samples studied were:1) potassium laurate (29.4 wt%), decanol (6.6 wt%), water (64 wt%); 2) potassium laurate (34.5 wt%), potassium chloride (3.0 wt%), water (62.5 wt%); 3) and 4)sample 1 doped with ferrofluid (two concentrations). The samples were aligned in a magnetic field with the director of the phase both parallel and perpendicular to the cell walls, and the textures of the aligned phases were observed with an optical microscope through crossed polarizers. Ferrofluid doping in these systems is used to make alignment in the magnetic field easier. The thermal diffusivity (parallel and perpendicular to the director of the phase) was determined from the thermal lens measurements performed on the aligned samples. The results obtained for samples 1 and 2 indicate that thermal anisotropy in this system is lower than for thermotropic liquid crystals in their nematic calamitic phase. A thermal resistance model is presented, relating the thermal anisotropy to the micelle shape. This model fits quite well the experimental results, both in the case of lyotropic mixtures here investigated and in the case of thermotropic liquid crystals found in the literature. The results obtained for samples 3 and 4 show that the thermal anisotropy is reduced when ferrofluld is added. Furthermore, the thermal diffusivity itself is also reduced with doping, indicating that ferrofluid particles play a significant role in the heat propagation in the sample / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: Ana Maria Pires / Banca: Renivaldo José dos Santos / Resumo: Com os avanços na área de construção civil e crescimento da população mundial, torna-se necessário desenvolver políticas para o gerenciamento e reaproveitamento dos resíduos gerados a fim de evitar descarte incorreto, contaminações ambientais além de gerar novos materiais de engenharia agregando valor aos resíduos. Para tanto, propõe-se o uso de borracha natural expandida como matriz polimérica para incorporação do resíduo de eucalipto, como carga de reforço, para a produção de biocompósitos aplicados como isolamento térmico e acústico na construção civil. O resíduo de madeira foi micronizado e incorporado a borracha natural nas proporções de 20, 40 e 60 phr. A estrutura celular bem como a densidade relativa, densidade celular, tamanho e distribuição dos poros nos compósitos foram estudados. Determinou-se sua capacidade de isolamento térmico pelo método da fonte plana transiente (TPS) e acústico por meio do tubo de impedância. As espumas de BN/M40 e BN/M60 apresentaram ampliação da capacidade de isolamento acústico em relação a borracha natural, sem resíduos, atribuído uma redução no tamanho de poros e espessamento de paredes de células. BR/M40 registrou o maior pico de absorção de 0,83 a uma frequência de 3257 Hz, mais de três vezes maior que a borracha natural, semelhante à absorção de poliuretano que apresenta cerca de 0,70 para espumas rígidas e 0,90 para os flexíveis a 4000 Hz. O compósito BN/M60 mostra uma absorção distinta entre 1500 e 2500 Hz, o que indica que as amos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With advances in the area of civil construction and world population growth, it becomes necessary to develop policies for the management and reuse of generated waste in order to avoid incorrect disposal, environmental contamination and, as consequence, generate new engineering materials adding value to the waste. Therefore, it is proposed the use of expanded natural rubber as polymeric matrix with incorporation of the eucalyptus residue as reinforcing filler for the production of ecocomposites to be applied as thermal and acoustic insulation in civil construction. The wood residue was micronized and incorporated into the natural rubber in proportions of 20, 40 and 60 phr. The cell structure as well as the relative density, cell density, size and pore distribution in the composites were studied. The thermal insulation capacity was determined by the transient flat source (TPS) and acoustic method by means of the impedance tube. The foams of NR/W40 and NR/W60 showed amplification of the acoustic insulation capacity in relation to natural rubber without residues attributed to a reduction in the pore size and thickening of cell walls. NR/W40 recorded the highest absorption peak of 0.83 at a frequency of 3257 Hz, more than three times higher than natural rubber, similar to polyurethane absorption which presents around to 0.70 for rigid foams and 0.90 for the flexibles at 4000 Hz. The NR/W60 composite shows a distinct absorption between 1500 to 2500 Hz which indicate that the sample... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientadora: Sandra Helena Pulcinelli / Coorientador: Bruno Leonardo Caetano / Banca: Fernando Lucas Primo / Banca: Laudemir Carlos Varanda / Resumo: Neste trabalho foram preparados dispositivos híbridos ureasil-poliéter via processo sol-gel, contendo nanopartículas magnéticas (MNP) de ferrita de cobalto (CoFe2O4) ou maguemita (γ-Fe2O3), que apresentam propriedades magnéticas como superparamagnetismo, podendo ser aplicados em terapia de hipertermia e em sistemas de liberação controlada. A proposta foi sintetizar e caracterizar estes dispositivos visando a possível aplicação como agentes de liberação controlada de fármaco sob presença de um campo magnético alternado (AMF - alternated magnetic field). Assim, a combinação apropriada destas duas terapias pode proporcionar uma alternativa para eliminar células cancerígenas. Os resultados indicam que as nanopartículas de maguemita, com tamanho médio de 12 nm foram introduzidas e dispersas na matriz hibrida. A dispersão foi comprovada pelo patamar de Guinier presente nas curvas de espalhamentos de raios X a baixo ângulo (SAXS). Por outro lado, as partículas de CoFe2O4, de tamanho médio 8,7 nm, apresentaram a formação de agregados na matriz. Os valores de perda de energia específica (SLP - specific loss power) para as amostras contendo MNP evidenciam a capacidade de aplicação em hipertermia magnética. Os ensaios de liberação de fármaco foram realizados utilizando dois fármacos modelo, o diclofenaco de sódio (DCFNa) e a curcumina (CMN). A liberação de DCFNa foi monitorada a partir dos nanocompósitos carregados com maguemita, enquanto nos ensaios com curcumina foram usados para os n... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the sol-gel approach was used to synthesize organic inorganic hybrids loaded with magnetic nanoparticles (MNP), i.e., cobalt ferrite (CoFe2O4) or maghemite (γ-Fe2O3) which present magnetic properties such as superparamagnetism. Therefore, these materials can be used in hyperthermia therapy as well as in controlled release systems. We synthesize and characterize these devices aiming their application as agents of controlled drug delivery systems under the presence of an alternating magnetic field (AMF). Thus, the appropriate combination of these two therapies may provide an alternative to kill cancer cells. The results indicate that the maghemite particles with mean size of 12 nm were introduced and dispersed in the hybrid matrix, which good dispersion was verified by the Guinier plateau present in the small angle X-ray scattering curves (SAXS). Otherwise, the particles of CoFe2O4, 8.7 nm average size, are present as aggregates in the matrix. The values of specific loss power (SLP) for samples containing MNP make evident their capacity in magnetic hyperthermia application. Drug release assays were performed using two model drugs, sodium diclofenac (DCFNa) and curcumin (CMN). The DCFNa release was monitored from maghemite-loaded nanocomposites while for curcumin assays cobalt ferrite nanocomposites were used. The DCFNa release shows the influence of temperature on drug release, as well as the influence of the application of an AMF. The release of CMN was about six ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientadora: Juliana Cortez Barbosa / Banca: Marilia da Silva Bertolini / Banca: André Luis Christoforo / Resumo: Com o desenvolvimento das indústrias brasileiras e crescimento do consumo, o aumento na geração de resíduos é inevitável, sendo muitas vezes dispostos inadequadamente no meio ambiente. No entanto, a utilização destes resíduos sólidos como matéria-prima para a produção de compósitos pode reduzir consideravelmente a extração de recursos naturais e a quantidade de material descartado, além de diminuir o impacto sobre o meio ambiente e auxiliar no desenvolvimento sustentável. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção e caracterização de compósitos formados por matriz de gesso reciclado, proveniente de placas de gesso acartonado, e reforço de polpa celulósica e poliestireno expandido (EPS) para utilização em composições termoacústicas. Foram adotadas cinco variações na proporção de polpa celulósica e EPS, mantendo sempre a mesma proporção de gesso reciclado e água, verificando suas influências no desempenho dos compósitos. Para as análises de isolamento termoacústico foram utilizados os documentos normativos: ASTM E1530-11, para a determinação da condutividade térmica e ISO 10534-2, para a determinação do coeficiente de absorção sonora. Com os resultados obtidos, observou-se que as variações nas quantidades de cada material não causaram diferenças significativas estatisticamente nas propriedades analisadas. Os compósitos apresentaram desempenho satisfatório para uso como isolante térmico, com valores de condutividade menores que os encontrados na literatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the development of Brazilian industries and consumption growth, the increase in waste generation is unavoidable, often inadequately disposed in the environment. The use of solid wastes as raw material for composite production can, considerably, reduce the natural resources extraction and the amount of discarded material, thus reducing the environmental impact. In this outline, the present work has as its objective the production and characterization of composites formed by a recycled plaster matrix from gypsum board, reinforcement of cellulosic pulp and knauf in order to use in thermoacoustic compositions. Five variations were adopted in the proportion of cellulose pulp and knauf, maintaining the same proportion of recycled gypsum and water, verifying their influence on the composites performance. For the analysis of thermoacoustic insulation, the normative documents were used: ASTM E1530-11, for the determination of the thermal conductivity and ISO 10534-2, for the determination of the sound absorption coefficient. With the results obtainment it was observed that the variations in the quantities of each material did not cause statistically significant differences in the analyzed properties. The composites presented satisfactory performance for use as thermal insulation, with conductivity values lower than those found in the literature for materials with gypsum matrix. For the sound absorption the composite presented results below that found in the literature for absorbent materials, but favorable to the use as sound reflector. Therefore, it was verified the feasibility of production and application of the composite in compositions intended for thermoacoustic comfort / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 429586.pdf: 53970 bytes, checksum: 618986cb44205e120ab626deab341662 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / O trabalho de pesquisa est? relacionado com a s?ntese de novos materiais com potencial aplica??o em tanques de simula??o hidr?ulica. Foram produzidos comp?sitos polim?ricos contendo como cargas inorg?nicas o grafite e a argila montmorilonita. As l?minas de grafite em dimens?es nanom?tricas foram obtidas por meio da esfolia??o qu?mica, tratamento t?rmico e banho de ultrassom, e foram caracterizadas por Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), no qual mostraram que esses tratamentos preservam as l?minas de grafite. A s?ntese dos comp?sitos polim?ricos foi realizada por meio da polimeriza??o in situ, utilizando o catalisador metaloc?nico diclorobis (ciclopentadienil) zirc?nio IV (Cp2ZrCl2) e com diferentes quantidades de carga. Os comp?sitos sintetizados foram caracterizados por MEV, densitometria, medida de velocidade de queda e espectroscopia de imped?ncia el?trica. As micrografias de MEV indicaram a modifica??o da morfologia dos comp?sitos sintetizados quando comparados com a morfologia da matriz polim?rica pura. Os resultados das propriedades caracterizadas indicaram baixa densidade e velocidade de queda inadequada para a simula??o hidr?ulica, por?m os comp?sitos apresentaram adequada distribui??o de tamanhos de gr?o. Quanto ?s propriedades el?tricas, os ensaios de imped?ncia el?trica mostraram resultados satisfat?rios para a utiliza??o em t?cnicas de imageamento, indicando que estes materiais podem ser promissores na simula??o de correntes de densidade n?o conservativas, bem como no processo de sedimenta??o nos tanques de simula??o hidr?ulica.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 459626.pdf: 120396 bytes, checksum: a65ae75d299912b9f56c5f620ace594e (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / This research is related to the investigation of new approaches for noninvasive imaging that allow registering the internal architecture of sedimentary deposits generated in hydraulic simulation tanks. The simulations are conducted to better understand the behavior of turbiditic currents, one of the principal process responsible for the deposition of sediments in deep oceanic waters. For this reason it is purpose of this work the preparation of polymer nanocomposite with inorganic filler for non-destructive testing, with properties and characteristics similar to Coal 205, material currently used in these simulations. The prepared composites presented specific weight and settling velocity speed values similar to Coal 205 and it was observed that the incorporation of the filler and the different dyes did not affected significantly the desired characteristics. / Este trabalho de pesquisa est? relacionado com a investiga??o de novas abordagens de imageamento n?o-invasivo que permitam registrar a arquitetura interna de dep?sitos sedimentares gerados em tanques de simula??o hidr?ulica. Estas simula??es s?o realizadas para melhor compreens?o do comportamento das correntes de densidade, que constituem uma das principais respons?veis pela deposi??o de sedimentos em ?guas oce?nicas profundas. Para isto foi proposta deste trabalho o preparo de comp?sito polim?rico com carga inorg?nica para ensaios n?o destrutivos, com as propriedades e caracter?sticas semelhantes ao Carv?o 205, material atualmente utilizado nas simula??es. Os comp?sitos preparados apresentaram valores de peso espec?fico e velocidade de queda compar?veis com os do Carv?o 205 e observou-se que a incorpora??o de corante e carga n?o influencia significativamente as caracter?sticas desejadas. Desta forma, os comp?sitos preparados se mostram com potencial para uso nas simula??es de correntes de densidade n?o conservativas.

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Humberto Araújo Machado / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: José Atílio Fritz Fidel Rocco / Resumo: Materiais utilizados em componentes de veículos espaciais, como em tubeiras ou superfícies expostas à reentrada atmosférica, são sujeitos a ambientes termicamente agressivos. Este trabalho apresenta estudos envolvendo o desempenho de materiais compósitos utilizados em sistemas de proteção térmica, a partir da exposição a jatos de plasma, onde os fluxos de calor são comparáveis aos da reentrada atmosférica de componentes de veículos espaciais. Amostras de compósitos ablativos de carbono/fenólica foram ensaiadas no túnel de plasma do Laboratório de Plasmas e Processos do ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), por meio de uma tocha de plasma alimentada por uma fonte de energia elétrica de corrente contínua de 50kW. Os parâmetros de operação do túnel de plasma foram otimizados para reproduzirem as condições próximas do ponto crítico de reentrada das cargas úteis dos veículos espaciais desenvolvidos pelo IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço). As amostras em estudo foram desenvolvidas e fabricadas no Brasil, a partir de materiais de especial interesse do IAE. Para comparação, foi também ensaiado outro material com propriedades já bem estabelecidas como o teflon, sob as mesmas condições ablativas. Foram determinadas as perdas de massa e as taxas de perda de massa específicas das amostras, as temperaturas radiométricas superficiais e termométricas internas, em função do tempo de exposição ao fluxo térmico. Foi realizada também a avaliação da evolução das interfaces por compara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Materials used in space vehicles components, such as nozzles or surfaces exposed to atmospheric reentry, are subjected to thermally aggressive environments. This work presents studies involving the performance of composite materials used in thermal protection systems, through the exposure to plasma jets, where the heat fluxes are comparable to atmospheric reentry of space vehicle components. Samples of ablative carbon/phenolic composites were tested in the plasma tunnel of ITA's (Aeronautics Institute of Technology) Plasma and Process Laboratory, by a plasma torch with a 50kW DC power source. The plasma tunnel operating parameters were optimized to reproduce the conditions close to the critical re-entry point of the space vehicles payloads developed by the IAE (Aeronautics and Space Institute). The samples in study were developed and manufactured in Brazil, from materials of special interest to IAE. For comparison, another material with well established properties such as teflon was also tested under the same ablative conditions. The mass loss and the specific mass loss rates of the samples, the surface radiometric and internal thermometric temperatures, as a function of the exposure time to the thermal flow, were determined. The evolution of the interfaces was also performed by comparison between simulation and the sample after the test. The results allowed to estimate the properties of the ablative behavior of the materials tested and to validate the theoretical model used ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientadora: Michelle Leali Costa / Banca: José Maria Fernandes Marlet / Banca: Evandro Luis Nohara / Banca: Geraldo Mauricio Candido / Banca: Maria Odila Hilario Cioffi / Resumo: As matrizes poliméricas atualmente disponíveis para compósitos avançados têm evoluído progressivamente como alternativa para a indústria aeronáutica sendo que nos últimos anos diversas matrizes termoplásticas especiais e de alto desempenho mecânico vem sendo estudadas para utilização na fabricação de compósitos avançados. Dentre as matrizes termoplásticas mais utilizadas na área aeronáutica destaca-se a poli(éter-imida) (PEI) por apresentar baixo custo, boas propriedades mecânicas e ser de fácil manuseio. Por outro lado, um dos principais problemas da utilização de compósitos termoplásticos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Entre os diversos métodos disponíveis destinados à soldagem, a utilização do processo de soldagem por resistência elétrica vem sendo considerado como um dos mais promissores para união de compósitos. O presente trabalho tem como objetivo a otimização do processo de soldagem por resistência elétrica utilizando compósitos de matriz constituída do polímero termoplástico PEI reforçado por fibras contínuas de vidro, carbono e por um sistema híbrido constituído de fibras de carbono e de vidro, com foco em aplicações aeronáuticas. Para o desenvolvimento deste trabalho, foi utilizado um planejamento experimental para a determinação e otimização dos melhores parâmetros sendo aqui considerados tempo, corrente elétrica e pressão na soldagem de laminados em estudo. Além disso, foram avaliados 4 tipos de elementos resistivos (malhas metálicas de aço inox de 100, 200 e 300 mesh e fibra de carbono com bronze). Os melhores parâmetros de otimização foram determinados a partir de ensaios de Lap Shear. Baseando-se nos resultados encontrados quanto à otimização destes sistemas, foi concluído que para o compósito PEI/ fibra de vidro os melhores valores ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thermoplastic composites reinforced with continuous fibers are being studied in a wide range of applications, such as commercial use for their low cost and for engineering with higher associated value. Currently, available polymer matrices for advanced composites have been progressively developed as an alternative for the aeronautical industry and, in the latest years, several special and high performance thermoplastic matrices have been studied for their use in manufacturing advanced composites. Among the thermoplastic matrixes, the poly (ether imide) (PEI) should be highlighted due mainly to its low cost, good mechanical properties, and for being easy to be handled. Moreover, a major problem concerning the use of thermoplastic polymer composites for structural applications is their effectiveness in the integration of structural components. Among the methods available for welding these composites is the use of the electrical resistance welding process which has been considered as the most promising for joining composites. The present work aims to optimize the welding process using electrical resistance matrix composites, consisting of thermoplastic polymer PEI reinforced by glass fiber, carbon fiber and a hybrid system consisting of carbon fiber and glass fiber for aeronautical applications. For the development this work, an experimental design was carried out to determine optimal parameters of time, electrical current and pressure on the welding of the laminates used in this study. Also it was evaluate 4 types of resistive elements (metal mesh stainless steel 100, 200 and 300 mesh, and carbon fiber with bronze). The best optimization parameters were confirmed from the Lap Shear tests. From the main results of these optimization, it was concluded that, for PEI / glass fiber laminates, the best acquired experimental values of current, ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor