VILLAR, C. E. de F. Caracterização e comportamento da alvenaria estrutural de blocos cerâmicos. 2005. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais)- Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-08-27T18:03:30Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-08-28T16:09:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-28T16:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) Previous issue date: 2005-04 / This work presents a study of characterization of structural ceramic blocks. The main goal of it is to investigate microstructure features of these blocks which determine their process of failure under compression. Eighteen ceramic blocks are subjected to compression up to failure. Samples are removed from specific blocks according to the results of the compression tests in order to characterize their microstructure. Investigation of microstructure is carried out by means of optical and scanning electron microscopy. Chemical analysis is realized by energy dispersion spectrometry. (EDS). Analyzing the results, it is possible to identify the existence of a basic relationship between shape and distribution of pores present in the microstructure and the process of failure under compression. Based on this relationship, a model is proposed to explain the failure mechanism of structural ceramic blocks. A metallographic study of microstructure is also presented. In addition, prisms (two blocks on top of each other joined by mortar) and small scale walls are assembled using three different mortar mixes. Prisms and small scale walls have strength determined. Finally, equations are proposed to relate measured properties of each element (prism and small wall) studied. / Neste trabalho apresenta-se um estudo de caracterização de blocos cerâmicos estruturais. A finalidade principal é estudar aspectos de microestrutura desses blocos, determinantes no processo de sua ruptura à compressão. São utilizados 18 blocos cerâmicos estruturais, submetidos à compressão até à ruptura. Para a caracterização da microestrutura, retiram-se amostras de blocos específicos de acordo com os resultados obtidos nos ensaios de resistência à compressão. A observação da microestrutura é realizada com a utilização de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura. São também realizadas análises de composição química través de EDS “energy dispersion spectrometry”. Com a análise dos resultados identifica-se a existência de relações fundamentais entre formato e disposição dos poros presentes na microestrutura dos blocos e o processo de ruptura à compressão. Com base nestas relações, propõe-se um esquema teórico para o mecanismo de ruptura dos blocos cerâmicos estruturais. Também é apresentado um estudo quantitativo de microestrutura (metalografia) dos blocos cerâmicos estruturais. Adicionalmente são confeccionados prismas (dois blocos unidos por junta de argamassa) e prismas contrafiados (formados por um bloco e meio na base e com três fiadas de altura, unidos por juntas verticais e horizontais) com três diferentes traços de argamassa. Determina-se para os prismas e para os prismas contrafiados a resistência à compressão. São, então, propostas equações relacionando as propriedades medidas para cada um dos elementos (prismas e prismas contrafiados) estudados.

OLIVEIRA, F. J. S. Alívio de tensões residuais em junta soldada com arame de baixa temperatura de transformação martensítica. 114 f. 2015. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-02-11T13:28:57Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjsoliveira.pdf: 7683640 bytes, checksum: 246f11d2265825746ccf246cb9ce15be (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-15T18:46:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjsoliveira.pdf: 7683640 bytes, checksum: 246f11d2265825746ccf246cb9ce15be (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-15T18:46:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjsoliveira.pdf: 7683640 bytes, checksum: 246f11d2265825746ccf246cb9ce15be (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / The multi-pass welding of thick plates imposes to the welded joint a state of residual stresses that can be very harmful when they are in service. There are various phenomena that can alter the levels of residual stresses after materials welding; one of them is phase transformation. This work presents a comparative study of the levels of residual stresses in three welded joints, produced with different filler metals by Flux Cored Arc Welding (FCAW). A martensitic stainless steel wire Fe-12% Cr-5% Ni with low transformation temperature was the first to be used. After this an austenitic stainless steel Fe-18.5% Cr-10% Ni was used and finally a low alloy steel Fe -1.25% Cr-0.5% Mo. In the welding process, we used a workbench robot with multiprocess source for making joints, and the AISI 4140 the base metal.. Residual stresses were measured on the surface of welded joints using X-ray diffraction method. Tensile strength, toughness and hardness, as well as the resultant microstructure in weld metal, heat affected zone and base metal were evaluated. The results showed that the joint produced with wire electrode that has undergone low temperature martensitic transformation presents significant levels of compressive residual stress, unlike the other joints which present tensile residual stress at most of the measured points. In tensile tests, the joint of martensitic stainless steel showed high yield limits and tensile strength, and its rupture occurred at the interface between base metal and weld metal. Results of the impact tests of this joint showed relatively low absorbed energy values at the weld metal and heat affected zone. / A soldagem multipasse de chapas grossas impõe à junta soldada um estado de tensões residuais que pode ser muito prejudicial quando estas estão em serviço. Existem vários fenômenos capazes de alterar os níveis de tensões residuais de soldagem nos materiais, um deles é a transformação de fases. Este trabalho apresenta um estudo comparativo dos níveis de tensões residuais em três juntas soldadas, produzidas com metais de adição diferentes pelo processo arame tubular. Um arame eletrodo de aço inoxidável martensítico Fe-12%Cr-5%Ni com baixa temperatura de transformação foi o primeiro a ser utilizado, o segundo, um aço inoxidável austenítico Fe-18,5%Cr-10%Ni, e finalmente, um aço baixa liga Fe-1,25%Cr-0,5%Mo. No processo de soldagem foi utilizada uma bancada robotizada com fonte multiprocesso para confecção das juntas, sendo o aço ABNT 4140 o metal de base. As tensões residuais foram medidas na superfície das juntas soldadas através do método de difração de raios-X. Também foram avaliadas as seguintes propriedades mecânicas; resistência à tração, tenacidade e microdureza, bem como, as microestruturas resultantes na zona fundida, zona afetada pelo calor e metal de base. Os resultados mostraram que a junta produzida com arame eletrodo que sofreu transformação martensítica a baixa temperatura apresentou níveis consideráveis de tensão residual compressiva, ao contrário das demais juntas que apresentaram tensão residual trativa na maioria dos pontos medidos. Nos ensaios de tração, a junta de baixa temperatura de transformação martensítica apresentou elevados limites de escoamento e de resistência à tração, e a sua ruptura ocorreu na interface entre o metal de base e o metal de solda. Nos ensaios de impacto da mesma junta, os valores de energia absorvida no metal de solda e zona termicamente afetada se apresentaram relativamente baixos.

VILLAR, C. E. F. Caracterização e comportamento da alvenaria estrutural de blocos cerâmicos. 2005. 107 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T11:25:08Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T17:54:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:54:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_cefvillar.pdf: 12856710 bytes, checksum: 705a7aa3acd332ce2093c02b868620ed (MD5) Previous issue date: 2005-04-20 / This paper presents a study of structural characterization of ceramic blocks. The main purpose is to study aspects of the microstructure of these blocks, in the process of determining uses compression rupture. 18 blocks are used structural ceramics subjected to compression up to failure. To characterize the microstructure, withdraw samples of particular blocks in accordance with the results of the tests of resistance to compression. The observation of the microstructure is performed using optical microscopy and scanning electron microscopy. They are also chemical composition analysis using EDS "energy dispersion spectrometry." By analyzing the results identified the existence of relationships between fundamental shape and arrangement of pores present in the microstructure of the blocks and the process of compression rupture. Based on these relationships, it is proposed a conceptual framework for the mechanism of breaking the ceramic block structure. It also presents a quantitative study of the microstructure (metallography) of structural ceramic blocks. Additionally prisnas are made (two blocks joined by a mortar) and contrafiados prisms (formed by a block and a half at the base and with three rows of height, connected by vertical and horizontal joints) with three different traces of mortar. Is determined for the prisms and the prisms contrafiados the compressive strength. Are then proposed equations relating the measured properties for each element (contrafiados prisms and prisms) studied. / Neste trabalho apresenta-se um estudo de caracterização de blocos cerâmicos estruturais. A finalidade principal é estudar aspectos da microestrutura desses blocos, determinantes no processo de usa ruptura à compressão. São utilizados 18 blocos cerâmicos estruturais, submetidos á compressão até a ruptura. Para a caracterização da microestrutura, retiram-se amostras de blocos específicos de acordo com os resultados obtidos nos ensaios de resistência à compressão. A observação da microestrutura é realizada com a utilização de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura. São também realizadas análises de composição química através de EDS “energy dispersion spectrometry”. Com a análise dos resultados identifica-se a existência de relações fundamentais entre formato e disposição dos poros presentes na microestrutura dos blocos e o processo de ruptura à compressão. Com base nestas relações, propõe-se um esquema teórico para o mecanismo de ruptura dos blocos cerâmicos estruturais. Também é apresentado um estudo quantitativo da microestrutura (metalografia) dos blocos cerâmicos estruturais. Adicionalmente são confeccionados prisnas ( dois blocos unidos por uma junta de argamassa) e prismas contrafiados ( formados por um bloco e meio na base e com três fiadas de altura, unidos por juntas verticais e horizontais) com três diferentes traços de argamassa. Determina-se para os prismas e para os prismas contrafiados a resistência à compressão. São, então, propostas equações relacionadas as propriedades medidas para cada um dos elementos ( prismas e prismas contrafiados) estudados.

CABRAL, D. H. P. Uso de rejeitos do granito rain forest para a produção de revestimentos cerâmicos com baixa absorção de água. 2009. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T13:06:48Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_dhpcabral.pdf: 7378477 bytes, checksum: 015725fcb2807c6305a1e6c0c3443548 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T18:32:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_dhpcabral.pdf: 7378477 bytes, checksum: 015725fcb2807c6305a1e6c0c3443548 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T18:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_dhpcabral.pdf: 7378477 bytes, checksum: 015725fcb2807c6305a1e6c0c3443548 (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / Increase of building construction in Brazil has enhanced the need for the exploitation of dimensional and ornamental stones. On the other hand, this activity has caused environmental problems due to the vast amount of residues created by the extraction and processing of granites and marble stones. Recycling of such residues is seen, nowadays, as a possible solution that allies the benefits of environmental conservation to the economic advantages of reuse of sometimes scarce materials, thus contributing to the sustainable development. The present work studies the technical viability of using ‘Rain Forest’ granite rejects as an alternative raw material for the fabrication of ceramic tiles with low water absorption. Residues of the ‘Rain Forest’ granite were crushed, ground and sieved. The resulting powder was characterized by x-ray diffraction and x-ray fluorescence and thermoanalysis (TGA and DTA). Specific surface area of the powder was also determined by BET. Test samples were prepared by pressing prismatic bars from the powder. These bars were sintered in a muffle furnace, in air, at the temperatures of 1155, 1165, 1175, 1185 and 1195°C. Physical and mechanical properties were determined by several measurements, tests and technique such as: linear retraction upon firing, water absorption, apparent porosity, apparent specific gravity, modulus of rupture (3-pt bending), Knoop microhardness, and microscopy (both optical and SEM). Results obtained have shown that the residues investigated can be used as a raw material for the tile industry. Results of water absorption tests for samples sintered at the five temperatures studied are compatible with those required by the brazilian standards (NBR 13818/1997), However, after a careful analysis of all the results obtained in this research, it can be said that the test samples sintered at 1175°C presented slightly better characteristics, since they did not suffer from dimensional instabilities like the ones observed with samples sintered at 1195°C. / O setor de construção civil tem impulsionado a demanda pela extração de rochas naturais como mármores e granitos para fins ornamentais e de revestimento. Por outro lado esta atividade tem ocasionado problemas ambientais relacionados com rejeito proveniente das fases de beneficiamento destes materiais pétreos. A extração gera uma grande quantidade de resíduos, onde não há uma destinação final específica. O ato de reciclar é atualmente visto como uma solução que permite reunir os benefícios da conservação do meio ambiente com as vantagens econômicas do reaproveitamento de substâncias e materiais, alguns escassos ou renováveis, contribuindo assim para a prática do desenvolvimento sustentável. O presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo sobre a viabilidade técnica da utilização dos rejeitos do granito Rain Forest como matéria-prima alternativa para a fabricação de revestimento cerâmico de baixa absorção de água. O resíduo foi caracterizado por fluorescência de raios X, difração de raios X, área superficial específica, análises termogravimétrica e térmica diferencial. Após essas caracterizações, foram confeccionados corpos-de-prova queimados em forno mufla nas temperaturas de 1155, 1165, 1175, 1185 e 1195 ºC. Em seguida determinaram-se as propriedades físico-mecânicas tais como: retração linear de queima, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, tensão de ruptura à flexão em 3 pontos, microdureza e microscopia. Os resultados mostraram que o resíduo estudado pode ser considerado como matéria-prima de grande potencial para a indústria de pisos e revestimentos do tipo porcelanato. Embora em todas as temperaturas avaliadas os resultados da absorção de água sejam compatíveis com os exigidos pela NBR 13818/1997, quando analisados todos os resultados obtidos neste trabalho, os corpos-de-prova sinterizados a 1175°C apresentaram uma pequena vantagem sobre os outros, pois, não sofreram de alguns inconvenientes como um início de perda da estabilidade dimensional observada nos corpos-de-prova sinterizados a 1195°C.

LIMA, Z. M. Nova rota de síntese de nanopartículas de NiMn2O4 usando o método sol-gel protéico. 2011. 76 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T12:54:54Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_zmlima.pdf: 3070031 bytes, checksum: 633dcb351b0f9fb81212ceb51bf4dd85 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T19:02:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_zmlima.pdf: 3070031 bytes, checksum: 633dcb351b0f9fb81212ceb51bf4dd85 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T19:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_zmlima.pdf: 3070031 bytes, checksum: 633dcb351b0f9fb81212ceb51bf4dd85 (MD5) Previous issue date: 2011-01-21 / This work presents a new route for the synthesis of nickel manganate (NiMn2O4) through the sol-gel protein method, using gelatin as an organic precursor. The synthesis of nanoparticles was performed by dilution of inorganic salts (NiCl2.6H2O, MnCl2.4H2O) and gelatin in distilled water with the addition of sodium hydroxide (NaOH). This solution was then placed in an oven at a fixed temperature of 100°C to make it dry. The samples were calcined in a temperature range of 600ºC to 1000ºC for a predetermined time. The oven used in calcination has a tubular shape and is provided with rotation and adjustable tilt, whose main objective is to obtain a greater homogenization of the particles. Particle size and microstrain were calculated from the parameters obtained from the microstructural characterization. The technique used for this analysis ware: the X-ray diffraction using the Rietveld method of structure refinement; the technique of X-ray fluorescence was applied in order to prove the stoichiometry of the elements present in the synthesis; magnetic measurements in order to find the magnetic properties of the compound (NiMn2O4) and the thermal analysis TG and DSC were performed to determine the loss of mass and energy variation of the material during the sintering process. The technique used to obtain nickel manganate allowed the optimization of the process. Thus obtaining the desired material with lower energy consumption, shorter time and lower cost than other processes commonly employed / Esse trabalho consiste na obtenção de uma nova rota de síntese para o manganato de níquel (NiMn2O4) através do método sol-gel protéico, utilizando a gelatina comestível como precursor orgânico, bem como uma caracterização do mesmo. A síntese das nanopartículas foi realizada através da diluição de sais inorgânicos (NiCl2.6H2O, MnCl2.4H2O) e gelatina em água destilada com a adição de hidróxido de sódio (NaOH) em solução. Em seguida foi colocada em uma estufa com temperatura fixa de 100ºC para que fosse seca. As amostras foram calcinadas numa faixa de temperatura de 600ºC à 1000ºC por um tempo pré-determinado. O forno utilizado na calcinação possui um formato tubular com sistema rotativo e inclinação ajustável, cujo principal objetivo é a obtenção de uma maior homogeneização das partículas. Foi realizada uma caracterização microestrutural cujos parâmetros calculados foram o tamanho e a microdeformação das nanopartículas. As técnicas empregadas para essa análise foram: a difração de raios-X com o uso do método Rietveld de refinamento de estrutura; a fluorescência de raios-X com o intuito de comprovar a estequiometria dos elementos presentes na síntese; medidas magnéticas com o objetivo de encontrar propriedades magnéticas do composto (NiMn2O4) e as análises térmicas TG e DSC para a determinação das perdas de massa e energia de ativação do material, durante o processo de sinterização. Todos os recursos e técnicas aplicadas na obtenção desse composto têm como objetivo otimizar o processo de sua obtenção; com diminuição de energia, tempo e custo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345564.pdf: 29798566 bytes, checksum: 02ddc6ef9068e9e5eaf2da4c4df5dcc5 (MD5) Previous issue date: 2016 / A transformação direta de polímeros precursores em cerâmicas covalentes, via termólise no estado sólido, foi proposta há mais de 30 anos e desde então permitiu avanços tecnológicos significativos na ciência e tecnologia cerâmica. Entre eles, a redução do coeficiente de atrito (µ) de substratos metálicos e cerâmicos com o uso de revestimentos amorfos de carbonitreto de silício (SiCN), produzidos por meio de cerâmicas derivadas de polímeros (PDC). Porém, através de rotas de processamento tecnologicamente sofisticadas, enquanto neste trabalho a viabilidade de processamento desses revestimentos sobre um aço baixa liga sinterizado, por pulverização de suspensões e pirólise em forno, foi explorada. Para compensar a retração do polímero precursor, evitar a formação de trincas e produzir revestimentos auto-lubrificantes para avaliações tribológicas de deslizamento alternado a seco, cargas inertes foram adicionadas a solução do poli(organo)silazano, especificamente nitreto de silício (Si3N4, 30 ou 65% em volume) e nitreto de boro hexagonal (h-BN, 9% em volume). O Si3N4 em pó foi utilizado para reforçar a matriz (SiCN) e reduzir o desgaste, pela formação de uma rede agregada pela fase do ligante precursor e, h-BN para gerar um efeito lubrificante na interface reduzindo o atrito, o desgaste e o aquecimento por atrito. A fim de acomodar as diferenças de propriedades, originadas pela natureza das ligações químicas do substrato metálico e revestimento cerâmico, a tecnologia de plasma de corrente contínua (DC) foi utilizada para modificar as superfícies do aço sinterizado. A nitretação ou o enriquecimento de superfície com Mo seguido de nitretação, tinham o intuito de gerar uma camada de compostos na superfície do substrato com uma zona de difusão gradiente abaixo, de modo a aumentar o suporte de carga e evitar a fratura do revestimento pelo carregamento do contra corpo. A nitretação resultou em um aumento na dureza da superfície (600HV) do aço por precipitação de nitretos de ferro metaestáveis, enquanto o enriquecimento com Mo resultou em carbetos (Fe3Mo3C) dispersos na superfície do substrato. Os últimos, durante a nitretação evoluem para uma camada descontínua de carbonitreto (Fe3Mo3(C,N)), que contribuíram para o aumento da dureza na superfície (800HV). Foi possível produzir revestimentos PDC em amostras sinterizadas com espessura de até 10µm e com adequado preenchimento dos poros na superfície, independente dos teores de carga avaliada (39 ou 74 vol.%). Além disso, a combinação de 65% em volume de Si3N4 e 9% em volume de h-BN resultou em revestimentos cerâmicos homogêneos, sem macro trincas ou falhas coesivas após o processamento sobre o aço sinterizado, independente das modificações de superfície. Conforme projetado para o estudo, após o tratamento térmico de pirólise os precipitados Fe3Mo3(C,N) não foram totalmente decompostos como os nitretos de ferro, apesar da ausência do endurecimento de superfície. O controle da microestrutura e composição química finais são vantagens inerentes aos processos de manufatura utilizados e foram explorados para projetar a microestrutura final dos compósitos. Porém, apesar da utilização de um teor aumentado de cargas passivas ter possibilitado a obtenção de revestimentos cerâmicos sem trincas sobre substratos sinterizados, os compósitos não apresentaram uma resposta tribológica satisfatória, quando avaliados nas condições testadas. No regime permanente, o coeficiente de atrito médio (0,4 a 0,5) dos compósitos permaneceu acima do regime de lubricidade (µ<0,2), independente da composição do revestimento ou modificação de superfície. A pressão máxima de contato (0,53GPa) causou a falha dos revestimentos, que foram sequencialmente deformados, cominuídos e oxidados pelo substrato e contra corpo durante o deslizamento, revelando um desgaste de caráter tribo-químico. A principal contribuição para o comportamento do coeficiente de atrito foi do substrato, mas controlado pela tribocamada formada, composta de oxigênio e elementos químicos do substrato, revestimentos e contra corpo. A presença dessa tribocamada, indiretamente indicada pela resistência elétrica de contato, aumentou a taxa de desgaste dos compósitos (1,5 a 4,2x10-4.mm3.N-1.m-1) e contra corpos (7,0 a 8,7x10-5.mm3.N-1.m-1) em relação ao aço sinterizado e sem revestimento (1 e 0,1x10-4.mm3.N-1.m-1 respectivamente) ensaiado nas mesmas condições. As taxas de desgaste dos compósitos foram ainda aumentadas com o aumento do teor de Si3N4 na composição do revestimento e com a presença de carbonitretos ternários e duros na superfície do substrato.<br> / Abstract : The directly transformation of organosilicon polymers into covalent ceramics, via solid-state thermolysis, was proposed over 30 years ago, and since then enabled significant technological breakthroughs in ceramic science and technology. Among them, the friction coefficient (µ) reduction of metallic and ceramic substrates with use of amorphous silicon carbonitride (SiCN) coatings, produced by the polymer derived ceramic route (PDC). Nevertheless, technologically sophisticated processing steps are used to produce them, while in this work, the possibility to process such coatings onto sintered low alloy steel samples by simple spraying of poly(organo)silazane suspensions and oven pyrolysis was explored. In order to compensate the precursor shrinkage, avoid crack formation and produce hard and self-lubricating coatings for reciprocating dry sliding evaluations, inert fillers namely silicon nitride (30 or 65 vol.%) and hexagonal-boron nitride (9 vol.%) were added to the polymer precursor. Powdered Si3N4 was used to strengthen the matrix and reduce wear, by formation of a network aggregated by the precursor binder phase, and h-BN to generate a lubricating effect on the interface reducing friction, wear and friction heating. To accommodate dissimilarities of properties, originated from different chemical bonds of the metallic substrate and ceramic coating, the direct current (DC) plasma technology was utilized to modify the surface of the sintered steel. Nitriding or surface enrichment with Mo followed by nitriding was expected to generate a compound layer at the surface of the substrate with a gradient diffusion region below, in order to increase the load support and avoid coating fracture from the counterface load. Nitriding led to an increase in surface hardness of steel (600HV) due to precipitation of metastable iron nitrides, while surface enrichment resulted in dispersed carbides (Fe3Mo3C) onto the substrate surface. The latter evolved to a discontinuous carbonitride layer (Fe3Mo3(C,N)) during nitriding, which increased the surface hardness (800HV). It was possible to produce PDC coatings with thickness below 10µm and with proper filling into substrate surface pores, regardless of total filler amount evaluated (39 or 74 vol.%). Moreover, the combination of 65 vol.% of Si3N4 and 9vol% of h-BN resulted in homogeneous ceramic coatings, free of macro cracks and cohesive failure after processing onto sintered substrates, independent of surface modification. As desired for evaluating, after pyrolysis the Fe3Mo3(C,N) precipitates were not totally decomposed as the iron nitrides, despite the surface hardening absence. The high control of final microstructure and chemical composition are competitive advantages inherent to cited manufacturing processes, explored to project the final microstructures of the steel, interfaces and ceramic coatings involved. However; despite the use of an increased amount of filler (74 vol.%) allowed the successful obtainment of homogeneous and crack-free ceramic coatings, the composites did not presented a satisfactory tribological response when evaluated under tested conditions. The average steady state friction coefficient of composites (0.4 to 0.5) were above the lubricious regime (µ<0.2), regardless of coating composition or surface modification. The maximum contact pressure (0.53GPa) caused failure of coatings, which were in sequence deformed, comminuted and oxidized by substrate and counter-body during sliding, revealing a tribo-chemical wear character. The major contribution to the friction coefficient behavior was from the substrate but controlled by the formed third-body, composed of oxygen and chemical elements from substrate, coatings and counter-body. The third-body presence, indirectly indicated by the contact electrical resistance, increased the wear rates of composites (1.5 to 4.2x10-4.mm3.N-1.m-1) and counter-bodies (7.0 to 8.7x10-5.mm3.N-1.m-1) in relation to the sintered steel tested under same conditions (1 and 0.1x10-4.mm3.N-1.m-1 respectively). The wear rates of composites were further increased with the raise of Si3N4 amount in the coating composition, and with the presence of hard ternary carbonitrides at the substrate surface.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-31T03:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348410.pdf: 4164460 bytes, checksum: 779311a4a5b43688133888a23cfbdffd (MD5) Previous issue date: 2017 / Dentre os vários métodos para produção de fibrocimento, o processo Hatschek é o mais utilizado mundialmente na fabricação de produtos para construção civil. Algumas dificuldades ao processo estão associadas à capacidade de retenção de sólidos nos tamises, especialmente às partículas mais finas, e, principalmente pela substituição do amianto crisotila por outras fibras sintéticas e naturais. Por ser um circuito de água fechado, a água que retorna ao processo juntamente com essas partículas mais finas ou não floculadas altera continuamente a proporção dos insumos, bem como o empacotamento das partículas e, consequentemente, o desempenho no estado fresco e endurecido. Para aumentar a eficiência de retenção de sólidos nos tamises, uma das medidas adotadas é a utilização de polímeros floculantes, sendo a poliacrilamida aniônica a mais utilizada, mas que, dependendo do teor pode reduzir o desempenho mecânico. A presente dissertação buscou determinar um floculante com desempenho superior, o ponto de dosagem ótimo e as variações existentes pelo uso de fibras de PP ou PVA na composição da suspensão de sólidos para otimização da produção de fibrocimento. Além disso, em função da escassez de literatura sobre este assunto, efetuou-se também uma busca bibliográfica para fundamentação e contribuição com o meio acadêmico e industrial. De tal forma, foram realizadas as caracterizações das matérias-primas, executaram-se estudos de diversos floculantes em laboratório, bem como foram conduzidos testes em máquina Hatschek piloto. Os resultados mostraram uma inter-relacão entre os estudos de floculação realizados em laboratório e os resultados pela produção de fibrocimento em máquina Hatschek piloto. Verificou-se que os produtos com fibras de PP que tiveram o melhor desempenho mostraram uma maior necessidade de dosagem de floculante atingindo 272 ppm. Além disso, esses produtos tiveram melhor desempenho utilizando floculante com menor carga aniônica (20%) e maior massa molar (1,65 x 107 g/mol) do que os produtos que contêm fibras de PVA. A formulação com fibras de PVA necessitou dosagem de 224 ppm e teve melhor comportamento utilizando polímero floculante com carga aniônica maior (38%) e massa molar menor (1,50 x 107 g/mol).<br> / Abstract : Among the several fibre cement production processes, the Hatschek Process is worldwide the most used one on the manufacture of products for civil construction. Some difficulties concerning to the process are related to the solid retention ability on the sieves, specially the finer particles and, particularly, because the substitution of chrysotile asbestos fibers by other synthetic and natural fibers. Because its closed water circuit, the water which returns to the process, together with fine or non properly flocculated particles, it takes place a continuous change on the proportion of the mix components as well as on the particles packing and, as a consequence, on the behavior of the fresh and hardened products. In order to increase the solids retention efficiency on the sieves, one of the measures to be adopted is the usage of flocculant polymers, besides, the anionic polyacrylamide is the most commonly used one but, on the other hand, on depending on its amount, it can lead to the decrease of the mechanical performance. The current dissertation looked for to determine such a flocculant with a superior performance, the optimized consumption rate and the variations due to the use of PP or PVA fibers on the composition of the solids suspension for the optimization of fibre cement manufacture. Moreover, due to the lack of technical literature on this field, bibliographic search has also been done towards the substantiation and consequent contribution to academic and industrial means. Thus, it has been carried out the raw materials characterization, it has also been done studies on several flocculants on the laboratory as well as the production tests using a pilot Hatschek machine. The results showed an interrelationship between the flocculation studies made on the laboratory and the results obtained by the fibre cement production carried out on the pilot Hatschek machine. It has been verified that the products reinforced with PP fibers which had the better performance showed a higher need in terms of flocculant dosage (272 ppm). Moreover, these products had better results using flocculants with lower anionic charge (20%) as well as with higher molecular weight (1,65 x 107 g/mol) in comparison with the products containing PVA fibers. The formulation with PVA fibers has demanded lower dosage (224 ppm) and had better performance using flocculant with higher anionic charge (38%) and lower molecular weight (1,50 x 107 g/mol).

O estudo de pré-tratamentos, para aumentar a resistência aos efeitos da corrosão e melhorar a performance da pintura para prolongar a vida útil dos materiais, é muito importante para o setor industrial. Os prejuízos referentes à corrosão alcançam valores inimagináveis por todos nós. Entender o funcionamento desta área é vital. O pré-tratamento mais usado atualmente ainda é a fosfatização, que desempenha bem o seu papel de revestimento protetivo e base para a pintura, porém deixa resíduos perigosos no ambiente, a chamada lama, ou lodo, de fosfatização. Em função disso novos métodos são estudados, e alguns já estão sendo usados na indústria com cada vez mais frequência. Um dos métodos é através do uso de camadas de conversão a base de ácidos hexafluorzircônico ou hexafluortitânico. Por já estarem estabelecidos no mercado, é necessário aprimorar seu uso, buscando melhorias no desempenho destes produtos. A camada formada consiste em uma fina camada de óxido de zircônio em escala nanométríca, sendo por isso conhecida como camada ou revestimento nanocerâmico. No presente trabalho foi feito uma avaliação da camada protetora formada em solução de ácido hexafluorzircônico, sem e com adição de determinadas quantidades de um polímero, o polietilenoglicol, e avaliou-se a qualidade dos revestimentos obtidos. Para avaliar a qualidade de cada camada protetora foram realizados diversos ensaios, simulando ambientes salinos e urbanos, ensaios eletroquímicos e de aderência. Foi possível verificar que a adição do polímero na solução de pré-tratamento é capaz de proporcionar benefícios à qualidade de barreira protetora nanocerâmica. O comportamento da barreira em ensaios eletroquímicos e ensaios acelerados simulando ambientes corrosivos mostrou que em certas concentrações e valores de pH o desempenho é promissor e justifica seu uso. / The pre-treatments studies to increase resistence to the corrosion effects and improve painting performance for prolong the life of the materials is very important for industry. Losses related to the corrosion may appear unimpressive, but reach unimaginable values for all of us. To understand the functioning of this area is vital. The most widely used pre-treatment is currently still phosphating. He plays well its role of protective coating and base for painting, but leaves dangerous waste on the environment. As a result, new methods are studied, and some are already being used in the industry with increasingly frequency. One method is through the use of conversion layers by the use of zirconium or titanium acids. Because they are already established on market, it is necessary to improve its use, seeking improvements in the performance of these products. The formed layer consists of a thin zirconium oxide layer on a nanometric scale, so it is known as a nanoceramic layer or nanoceramic coating. In the present work was done an evaluation of the protective layer formed by an acid, the hexafluorzirconic acid, with and without addition of certain amounts of a polymer, polyethylene glycol, and evaluate the quality of the coatings obtained. Therefore many tests were carried out, simulating saline and urban environments, electrochemical tests and grip tests. It was verified that the addition of polymer in the pre-treatment solution is capable of providing benefits for the quality of nanoceramic protective barrier. The barrier performance in electochemical tests and accelerated tests simulating corrosive environments showed that at certain concentrations and pH values the performance is promising and justifies its use.

O presente estudo investigou a síntese de fibras cerâmicas piezoelétricas de Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) de estrutura perovskita,utilizando a técnica de electrospinning e a relação dos parâmetros fluxo e tensão aplicada com as características apresentadas pelas fibras após o tratamento térmico. Cerâmicas PZT estão presentes em muitas aplicações tecnológicas por apresentarem excelentes propriedades ferroelétricas, piroelétricas e piezoelétricas. Para a obtenção das fibras por electrospinning, foram utilizados como precursores compostos organometálicos como acetato de chumbo trihidratado, propóxido de zircônio (IV) e Isopropóxido de titânio (IV), que foram diluídos em álcool isopropílico e álcool etílico anidro. Como veículo para a formação das fibras, foi empregado o polímero polivinilpirrolidona (PVP). Para o ajuste do pH, foi utilizado ácido acético glacial. As fibras foram tratadas termicamente a 700°C, com patamar de 1 hora e taxa de aquecimento de 10°C/min. As fibras obtidas foram caracterizadas pelas técnicas de termogravimetria, difração de raios X, espectroscopia Raman, cálculo da área superficial específica através do modelo BET, espectroscopia de energia dispersiva de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As fibras também tiveram a sua resposta piezoelétrica direta comprovada de uma forma simplificada. O teste do efeito direto piezoelétrico foi feito em um conjunto de fibras aleatoriamente orientadas. Após tratamento térmico, as fibras apresentaram diâmetro entre 200 e 500 nm e uma estrutura cristalina constituída apenas pela fase perovskita típica do PZT para todas as amostras produzidas. A área de superfície específica variou entre 2,8 m2/g e 4,2 m2/g. Com o aumento do fluxo de material, a área superficial específica diminuiu e com o aumento da tensão aplicada esta área aumentou. O teste da resposta piezoelétrica direta mostrou que as fibras obtidas após o tratamento térmico e após a polarização apresentavam o fenômeno de piezoeletricidade quando carregadas e eram capazes de alcançar valores de tensão de 50 mV para um carregamento de 300g em uma célula montada de forma simples com uma área de 5x5mm2 coberta pelas fibras de PZT. / This study investigated the synthesis of piezoelectric ceramic fibers of Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) with perovskite structure, using the technique of electrospinning, and the relation of flow and applied voltage parameters to the characteristics presented by the fibers after heat treatment. PZT ceramics are present in many technological applications due to their excellent ferroelectric, piezoelectric and pyroelectric properties. In order to obtain the fibers by electrospinning, were used as precursor metallo-organic compounds such as lead acetate trihydrate, zirconium (IV) propoxide, titanium (IV) isopropoxide, which were diluted in isopropyl alcohol and anhydrous ethyl alcohol. Polymer polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as a vehicle for fiber formation and glacial acetic acid for pH adjustment, as well. The fibers were thermally treated at 700 °C, with a level of 1 hour and a heating rate of10°C/min. The fibers were characterized by thermogravimetry, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, specific surface area by BET model, energy-dispersive X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy. The fibers also had their piezoelectric response directly proven in a simplified manner. The direct piezoelectric effect test was made on a set of randomly oriented fibers. After heat treatment, the fibers presented diameter between 200 and 500 nm and a crystalline structure consisting of only the perovskite phase PZT typical of for all samples produced. The specific surface area varied between 2.8 m2/g e 4.2 m2/g. With the increase in the flow of material, the specific surface area decreased and with the increase this area of the applied voltage increased. The direct piezoelectric response test showed that the fiber obtained after the heat treatment and after the polarization presented the phenomenon of piezoelectricity when loaded and ware capable to achieve voltages of 50 mV for a load of 300g, in a cell assembled in a simplified way, with an area of 5x5mm2 covered by the PZT fibers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 79714.pdf: 1522490 bytes, checksum: 55bfcf4211c8837bd6931b33697ea643 (MD5) Previous issue date: 1986 / Fabricaram-se ladrilhos acústicos, feitos de cinzas de diversas granulometrias e aglomerados com cola de resina epoxídica. Testaram-se diversas amostras pela técnica de dois microfones, demostrando o material ter boas propriedades acústicas. Denvolvou-so uma revisão da teoria usada em medições no tubo de impedância clássico e desenvolveu-se fórmulas para medição de absorção e impedância acústica pela técnica dos dois microfones a partir da equação da onda acústica plana, chegando-se as mesmas equações desenvolvidas por outros autores que partiram de outras formulações teóricas. Foi descrita a tecnologia de medições empregada, bom como a aparelhagem e processos usados, efetuando-se uma série de ensaios para verificação da exatidão da técnica dos dois microfones. discutindo-se diversos aspectos dos resultados, bem como sua comparação com os obtidos no tubo de impedância clássico, obtendo-se boa concordância entre ambos métodos. Finalizando-se foram sugeridos estudos posteriores para aprofundamento dos conhecimentos na área da medição acústica pela técnica dos dois microfones.