Orientador: Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesFilho_UbirajaraPereira_D.pdf: 3024859 bytes, checksum: 4ba16e948d2b1f5bed41f6c1182ac3f1 (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientador: Margarita Ballester Ferreira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T18:47:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroso_CarmenBeatriz_D.pdf: 2001841 bytes, checksum: e96c3ce72586cd40329222d3ad8bbc94 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Foi feito um estudo das propriedades ópticas de materiais compostos constituídos por uma matriz dielétrica hospedeira, de função dielétrica eh = 1.0; 2.99; 6.0, na qual encontram - se dispersas partículas de metais tipo elétron livre (Ag ou Cu) através do modelo de Maxwell-Garnett. A função dielétrica dos materiais compostos apresenta uma região anômala quando as transições interbandas das partículas metálicas ocorre após a freqüência de ressonância (e1j @ - 2eh) onde e1j é a parte real da função dielétrica das partículas metálicas e eh é a função dielétrica da matriz dielétrica. Nestes casos o modelo de osciladores de Lorentz foi usado para analisar o comportamento óptico do material composto. Para cada material composto os parâmetros de Lorentz foram calculados e discutidos / Abstract: The dielectric functions of composite materials consisting of free electron type metal particles (Ag or Cu) and a dieletric host material with eh = 1.0; 2.99; 6.0 are calculated using the Maxwell-Garnett model. These functions present an anomalous region when the interband transitions of the metal particles are in the high frequency side of the resonance frequency (e1j @ -2eh). In this case the optical behaviour of the composite material is analysed using the Lorentz oscillator model. For each composite material the Lorentz parameters are calculated and discussed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Renivaldo José dos Santos / Banca: Flavio Camargo Cabrera / Banca: John Fredy Franco Baquero / Resumo: O uso de materiais alternativos para inovação tecnológica, em específico para compósitos de borracha natural, são cada vez mais explorados; materiais reforçantes conhecidos como "cargas", comumente utilizados na indústria de borracha, são objetos de pesquisa para que sejam substituídos parcialmente por cargas alternativas ou residuais; sabe-se que o negro de carbono (NC) é estabelecido no mercado como uma das melhores cargas reforçantes. A presente dissertação de mestrado buscou uma forma alternativa para substituição do NC (tipo N-762) pelo carbonato de cálcio ultrafino (CC) comercial tratado com 2% de Chartwell C-515-71HR (agente de acoplamento) fornecido pela Aodran Ltda. Ainda, foram feitos estudos da reticulação dos compósitos produzidos, caracterização e comparação das propriedades dos compósitos vulcanizados. Os compósitos foram desenvolvidos com 50 phr de carga (CC/NC), variando a proporção de NC e CC. As propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram analisadas por meio das seguintes técnicas: reometria, análises térmicas (DSC, TG, DMA), espectroscopia por infravermelho FT-IR, microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios mecânicos (tensão x deformação, resistência à abrasão, dureza) e densidade de ligações cruzadas. Os resultados de tração na ruptura revelaram uma substituição de até 30 phr de NC em que o compósito CC30/NC20 (17,56 MPa) superou os valores de CC0/NC50 (16,83 MPa) além do aumento de 48% em relação a elongação na ruptura. As analises térmic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of alternative materials for technological innovation, specifically for natural rubber composites, are increasingly explored; reinforcing materials known as "fillers", commonly used in rubber industry, are the subject of research to be partially replaced by alternative or residual fillers; it is known that carbon black (CB) is established on the market as one of the best reinforcing fillers. The present master's dissertation sought an alternative form of substitution of the NC (type N-762) by the commercial ultra-fine calcium carbonate (CC) treated with 2% of Chartwell C-515-71HR (coupling agent) supplied by Aodran Ltda. Also, the crosslinking of the composites produced, characterization and comparison of the properties of the vulcanized composites were made. The composites were developed with 50 phr of load (CC/CB), varying the ratio of CB and CC. The mechanical, thermal and morphological properties were analyzed using the following techniques: rheometry, thermal analysis (DSC, TG, DMA), FT-IR infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), mechanical (stress x strain, abrasion and hardness) and crosslink density. The results of tensile at break revealed a substitution of up to 30 phr of CB in which the composite CC30/CB20 (17,56 MPa) exceeded the values of CC0/CB50 (16,83 MPa) in addition to the increase in 48% over elongation at break. Thermal analyzes revealed satisfactory thermal stability of the material. The results showed in general that the new mat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Os compósitos poliméricos avançados têm sido utilizados como materiais estruturais de elevado desempenho em aplicações aeroespaciais nos últimos 40 anos. No entanto, esses materiais podem apresentar problemas quando expostos à umidade, temperatura, radiação ultravioleta e variação térmica, podendo ocorrer sinergia entre os principais mecanismos de degradação. Entre os compósitos termoplásticos, o laminado processado a partir de fibras de carbono/PEKK (poli(éter-cetona-cetona)) mostra excelente balanço de propriedades, incluindo elevada temperatura de transição vítrea, elevados valores de resistência, rigidez e tenacidade à fratura, baixa absorção de umidade e boa resistência ambiental. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência dos parâmetros de processamento na obtenção do compósito de fibra de carbono/PEKK, via moldagem por compressão a quente, assim como, estudar a influência de diferentes condicionamentos ambientais, como efeito higrotérmico, radiação ultravioleta (UV) e ciclagem térmica nos comportamentos viscoelástico e mecânico do compósito. Neste trabalho, os efeitos da degradação ambiental sobre as propriedades mecânicas e viscoelásticas foram avaliadas por meio de ensaios de compressão, de cisalhamento interlaminar, DMA e vibração livre. O processamento dos compósitos por moldagem por compressão a quente mostrou-se adequado necessitando, porém, da otimização de alguns parâmetros. As análises viscoelásticas das amostras submetidas ao condicionamento por radiação UV mostram que as temperaturas de transição vítrea das amostras não condicionadas e condicionadas encontram-se relativamente próximas (~157°C a 162°C), mas o módulo de armazenamento apresenta uma acentuada degradação, evidenciando o efeito deletério da radiação UV na rigidez do compósito estudado / Abstract: Advanced polymeric composites have been introduced as structural materials for high performance aerospace applications over the last 40 years. However, these materials can present problems when exposed to moisture, temperature, ultraviolet (UV) radiation and thermal cycling, besides it may occur the synergy among the main degradation mechanisms. Among the thermoplastic composite materials, carbon fiber reinforced PEKK (poly(etherketone- ketone)) laminates have shown excellent balance of properties, including high glass transition temperature, high strength, stiffness and fracture toughness values, low moisture absorption and good environmental resistance. The aim of the present work is to evaluate the influence of the processing parameters on the carbon fiber/PEKK composites manufacturing, by hot compression molding, and also the influence of different environmental conditionings as hygrothermal, ultraviolet (UV) radiation and thermal cycling effects on viscoelastic and mechanical behaviors. In this work, the effects of environmental degradation on mechanical and viscoelastic properties were studied by compression, interlaminar shear strengths, DMA and free vibration tests. Hot compression molding showed good to produce the thermoplastic composite, but it need be optimised. The viscoelastic tests of the samples submitted to the UV radiation effects show the glass transition temperatures of non-conditioning and conditioning specimens are near (~157°C to 162°C) when compared between then. On the other hand, the storage modulus presents a significant degradation emphasising the deleterious effect of the UV conditioning on the studied composite stiffness / Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Lília Muleer Guerrini / Banca: Evandro Luis Nohara / Banca: José Fernandes Maria Marlet / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-raduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-23T03:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345602.pdf: 8579741 bytes, checksum: c68001a901d05714eed3bddaad5934f3 (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nova configuração de sistema de shearografia com sensibilidade radial e avalia sua aplicabilidade para inspeção de falhas de adesão em uniões flangeadas de tubos de material compósito. A inspeção é realizada a partir da superfície interna do tubo onde o flange está colado. O sistema utiliza dois espelhos cônicos. Com 90° de ângulo de ponta, o espelho cônico primário tem a função de promover a visualização da superfície interna a ser inspecionada. O espelho cônico secundário, com 178° de ângulo de ponta, produz o deslocamento lateral radial das imagens. O conceito foi desenvolvido e um protótipo construído e testado. Primeiramente, foram analisados dois corpos de prova tubulares de aço, revestidos internamente com materiais compósitos e tendo defeitos artificiais conhecidos, para testar a capacidade do sistema em detectá-los com sensibilidade radial. Após a validação do sistema, foram analisadas duas uniões flangeadas, sendo uma de referência, sem defeitos, e outra com defeitos artificiais, simulando falhas de adesão com diferentes dimensões. Em ambos os casos foi aplicado o carregamento térmico através de um soprador de ar quente na superfície externa da união. O sistema apresentou bons resultados em todos os corpos de prova inspecionados, sendo capaz de detectar as falhas de adesão presentes na união com defeitos artificialmente inseridos. Os resultados obtidos experimentalmente nesse trabalho são promissores e abrem uma nova frente para inspeções com shearografia.<br> / Abstract : This work presents the development of a new shearography system with radial sensitivity and evaluates its applicability for detecting adhesion flaws on internal surfaces of flanged joints of composite material pipes. The inspection is performed from the inner surface of the tube where the flange is adhered. The system uses two conical mirrors. At 90° cone angle, the primary conical mirror has the function of promoting the visualization of the internal surface to be inspected. The secondary conical mirror, with 178° cone angle, produces a radial lateral displacement of the images. The concept was developed and a prototype built and tested. First, two tubular steel specimens, internally coated with composite materials and having known artificial defects were analyzed to test the ability of the system to detect them with radial sensitivity. After the validation of the system, two flange joints were analyzed, one of them being a reference, without defects, and another one with artificial defects, simulating adhesion failures with different dimensions. In both cases the thermal loading was applied through a hot air blower on the outer surface of the joint. The system presented good results on all inspected specimens, being able to detect adhesion flaws present in the flanged joints with artificially inserted defects. The results obtained experimentally in this work are promising and open a new front for inspections with shearography.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-31T14:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016Bitstream added on 2017-06-27T04:02:36Z : No. of bitstreams: 1 345566.pdf: 5360266 bytes, checksum: ed58459613493a03e94bbe188cde49a6 (MD5) / Compósitos porosos de Ni/YSZ e cerâmicas óxidas avançadas de 8YSZ são aplicados nas mais diversas áreas, em especial em anodos e eletrólitos de células a combustível de óxido sólido (SOFC), respectivamente. A obtenção destes materiais na forma nanoestruturada tem sido investigada para a geração de propriedades superiores. Neste trabalho, foi possível obter suspensões concentradas de nano-8YSZ (72 wt%), dispersas e estáveis, e conformá-las por Colagem Direta por Coagulação (Direct Coagulation Casting, DCC). O uso de nano-MgO como agente coagulante do processo gerou uma atenuação na taxa de coagulação com o tempo de gelificação se comparado a pós micrométricos e uma baixa e apropriada viscosidade inicial após coagulação (~60 mPa·s). A futura inserção desta técnica em escala industrial pela simplicidade, rapidez e dispensa do uso de moldes porosos e descartáveis foi abordada. Já a queima rápida (Fast Firing, FF), realizada com o intuito de reduzir o crescimento dos grãos durante a sinterização, assim como a energia consumida nesta etapa, gerou estruturas relativamente densas (~ 97% TD a 1400 °C por 1 min vs. ~96% por sinterização convencional (Conventional Sintering, CS) a 1350 °C por 5 h. Grãos nanocristalinos (~100 nm) foram obtidos por FF a 1300 ºC por apenas 1 min em comparação com ~800 nm para CS. O anodo ~49% poroso de Ni/8YSZ foi fabricado por DCC de géis físicos usando grafite e PVA com melhores resultados usando o processo de moagem em vez de mistura por sonda de ultrassom da suspensão do compósito. Amostras obtidas por DCC apresentaram fases dispersas uniformemente com microestrutura homogênea e porosidade interconectada.<br> / Abstract : Porous Ni/YSZ composites and advanced 8YSZ oxide ceramics are applied in several areas, particularly as anode and electrolyte of solid oxide fuel cells (SOFC), respectively. Obtaining these materials in nanostructured form has been investigated achieving superior properties. In this work, it was possible to obtain concentrated suspensions of nano-8YSZ (72 wt%), dispersed and stable, and shape them by Direct Coagulation Casting (DCC). The use of nano-MgO as a coagulating agent in the process decreased the coagulation rate with the gelling time compared to micrometric powders and a low and suitable initial viscosity after coagulation (~ 60 mPa·s) was obtained. The future insertion of this technique in industrial scale for simplicity, celerity and no need to use disposable porous mold was addressed. Moreover, fast firing (FF) was carried out to reduce the grain growth during sintering, as well as to decrease the energy consumption in this stage. This approach generated relatively dense structures (~ 97% TD) after FF at 1400 ° C for 1 min vs. ~ 96% by Conventional Sintering (CS) at 1350 ° C for 5 h. Nanograins (~100 nm) were obtained for FF at 1300 ºC during only 1 min in comparison to ~ 800 nm for CS at 1350 °C during 5 h. The NiO-8YSZ anode (~49% porous) was manufactured by DCC using graphite and PVA through physical gels with the best results using the milling process instead of the mixture by ultrasonic probe of composite suspension. DCC samples presented uniformly dispersed phases with homogeneous microstructure and interconnected porosity.

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.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-06T18:07:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_PreparaçãoWhiskersMulita.pdf: 5654038 bytes, checksum: e8daaa087907456ff17a29698c83b4ac (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-23T15:33:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_PreparaçãoWhiskersMulita.pdf: 5654038 bytes, checksum: e8daaa087907456ff17a29698c83b4ac (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-23T15:33:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_PreparaçãoWhiskersMulita.pdf: 5654038 bytes, checksum: e8daaa087907456ff17a29698c83b4ac (MD5) Previous issue date: 2014 / Whiskers são fibras cerâmicas com elevado grau de perfeição cristalina e com resistências próximas à teórica. Possuem uma característica denominada razão de aspecto – razão entre o comprimento e a espessura – que, quanto maior for esta razão, mais resistente e isento de defeitos são os whiskers. Whiskers de mulita foram obtidos pela decomposição térmica de pós de topázio natural [Al2SiO4(OH1-x,Fx)2] puros e dopados com 3 e 5% em peso de La2O3 e Y2O3 e verificados quanto ao comportamento da razão de aspecto dos whiskers formados. Na maioria das pesquisas cita os whiskers formados na superfície externa de uma amostra e pouco se declara sobre os whiskers que são formados no interior desta mesma amostra, mas quase nada se fala a respeito de como separar estes whiskers. Neste trabalho foi feito um estudo com o objetivo de obter uma maior formação de whiskers no interior das amostras e a desagregação destes whiskers para aplicações em materiais compósitos. As amostras de pós de topázio puros e dopados com óxidos de terras raras foram inicialmente misturadas mecanicamente e, amido foi adicionado em uma parte destas amostras. As amostras foram sinterizadas nas temperaturas de 1300 e 1400°C por 1h, na forma compactada e não compactada. A microestrutura da mulita formada foi caracterizada por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a caracterização das fases formadas foi realizada pela análise de difração de raios-X (DRX). Os whiskers de mulita puros e dopados apresentaram uma razão molar Al2O3:SiO2 próxima a 2:1, rica em alumina. A adição de óxidos de terras raras reduziu a razão de aspecto e a temperatura de mulitização do topázio. Todo La2O3 foi incorporado pela mulita durante a decomposição térmica do topázio, mas o Y2O3 não foi inteiramente incorporado, uma parte formou as fases cristalinas Y2Si2O7 e Y2O3-δ, sendo δ = 0,33, conforme análise de DRX. As amostras sinterizadas sem compactação e as compactadas, mas misturadas com amido, foram as que apresentaram a maior formação interna de whiskers e também obtiveram a melhor desagregação destes whiskers. Entretanto, para as amostras dopadas com Y2O3 o desenvolvimento e a separação dos whiskers não foram possíveis. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Whiskers are ceramic fibers with a high degree of crystalline perfection and close to the theoretical resistance. They have a feature called aspect ratio - the ratio between the length and thickness - that the higher this ratio, the more sturdy and free of defects are whiskers. Mullite whiskers were obtained by thermal decomposition of powders of natural topaz [Al2SiO4(OH1-x Fx)2] pure and doped with 3 and 5% by weight of La2O3 and Y2O3, and verified the behavior of the aspect ratio of the whiskers formed. Most research speaks of whiskers formed on the external surface of a sample and says little about the whiskers that are formed within same sample, but almost no talk about how to separate these whiskers. In this work a study was done with the objective of obtaining a greater formation of whiskers within the samples and the disaggregation of these whiskers for applications in composite materials. The samples of powders of pure and doped topaz rare earth oxides are first mixed mechanically, and starch was added to some of these samples. The samples were sintered at temperatures 1300 and 1400°C for 1h, both compacted and loosed form. The microstructure of mullite formed was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and the characterization of phase formation was performed by analyzing X-ray diffraction (XRD). The whiskers of pure and doped mullite showed a molar ratio Al2O3: SiO2 close to 2:1, rich in alumina. The addition of rare earth oxides reduced aspect ratio and the temperature of mullitization topaz. All La2O3 was incorporated by mullite during thermal decomposition of topaz, but Y2O3 was not fully incorporated into a part formed crystalline phases Y2Si2O7 and Y2O3-δ, with δ = 0.33, according to XRD analysis. The samples sintered compacted and loosed, but mixed with starch, showed the most internal training whiskers and also obtained the best disaggregation of these whiskers. However, for samples doped with Y2O3 development and separation of whiskers was not possible.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 82634.pdf: 1547508 bytes, checksum: 98e6d34966b15fb8b5e451a519b87366 (MD5) Previous issue date: 1986 / A utilização dos materiais compostos nas diversas cons truções de estruturas tem aumentado nos ultimos anos juntamente com o avanço da tecnologia. Particularmente, este trabalho tem por objetivo verificar o comportamento da carga crítica de flambagem em placas laminadas retangulares, simplesmente apoiadas, pertencentes a uma classe híbrida de materiais compostos envolvendo duas outras classes: compostos fibrados e compostos laminados. Segundo pesquisas já realizadas, a estabilidade elástica desses tipos de placas depende de suas constantes de rigidez, da forma como a mesma se vincula com outras estruturas, da geometria da placa e dos esforços que as mesmas podem estar submetidas. O problema de auto-valor na flambagem de placas foi neste trabalho formulado, considerando-se uma placa laminada retangular, simplesmente apoiada, submetida a um estado de tensões de membrana combinadas e posteriormente solucionado através do algoritmo QR. Os resultados obtidos demonstram que o número de lâminas no laminado é um fator importante na estabilidade elástica das placas laminadas. Verificou-se que a presença dos termos Bij da matriz de rigidez de acoplamento, tendem a diminuir a resistência à flambagem das placas laminadas antissimétricas. Este fato foi confirmado tendo em vista que a resistência à flambagem crescia sempre que o número de lâminas aumentava no laminado. Nas placas laminadas simétricas Angle-Ply observou-se que a presença dos termos D13 e D23, da matriz de rigidez de flexão, também exercem um papel importante na flambagem das mesmas principalmente quando a tensão cisalhante Nxy está presente no estado combinado de tensões. Os resultados demonstraram que quanto maior o número de lâminas menor a influência da tensão cisalhante. Em todos os casos analisados observou-se que a carga crítica de flambagem tende a crescer sempre que no estado combinado de tensões existe uma tensão normal trativa, porém, se existir somente tensões normais compressivas o valor desta carga sempre tende a decrescer.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337534.pdf: 3721128 bytes, checksum: ba4fdc264248e031fc8a75d673774dff (MD5) Previous issue date: 2015 / Materiais compósitos reforçados com fibras têm sido amplamente utilizados na substituição de materiais metálicos devido às propriedades vantajosas, tais como: alta relação entre resistência mecânica/peso, alta resistência à fratura e estabilidade química. Dentre esses materiais compósitos encontra-se o PRFV (polímero reforçado com fibra de vidro) que está sendo utilizado em larga escala na fabricação de embarcações de pequeno, médio e grande porte, além de algumas aplicações estruturais na indústria automotiva e aeroespacial. A furação é o processo de usinagem mais empregado para este tipo de materiais. No entanto, a furação desses materiais acarreta diversos danos como delaminação (separação entre as camadas do material), falta de circularidade e formação de rebarba na entrada e saída dos furos. Este estudo busca analisar a influência de diferentes parâmetros de corte e características das brocas na qualidade da superfície dos furos obtidos no processo de furação. Para os testes práticos foi utilizado centro de usinagem vertical. Os corpos de prova são constituídos de um material compósitos com matriz poliéster e reforçados com fibra de vidro. As brocas helicoidais com ângulo de ponta de 118º, 130º, 135º e 140º apresentaram seus piores resultados de Fda(entrada), nos experimentos realizados com avanço de 0,30mm e velocidade de corte de 57 m/mim. As brocas com ângulo de ponta de 118º, 130º e E-90º geraram estatisticamente os melhores resultados desta pesquisa para os valores de Fda(entrada) e Fda(saída) com o avanço de 0,08mm e velocidade de corte de 10m/mim, que foram. As informações obtidas nesse estudo visam ampliar informações e conhecimento sobre este assunto.<br> / Abstract : Fiber-reinforced composite materials have been widely used to replace metallic materials due to their high properties, i.e.: high relation of strength/weight, high fracture resistance, and chemical stability. Among these composite materials, the FRP has been used in large-scale in the shipbuilding industry to manufacture of small, medium and large ships, and some structural applications in the automotive and aerospace industries. The drilling is the process of machining more used to this kind of material. However, the drilling of these materials causes much damage as delamination, low roundness and burr formation in entrance and exit of the holes. This research seeks to analyze the influence of different cutting parameters and characteristics of the drill bits in the quality of the surface of the holes obtained drilling process. To carry out the practical testing will be used machining centers. The samples are made of a composite material with polyester matrix and reinforced with glass fiber. The twist drills with point angle of 118º, 130º, 135º and 140 presented its worst results Fda(input), in experiments with feed rate of 0,30mm and cutting speed of 57m/m. The drills bit with point angle of 118º, 130º and E-90 statistically showed the same results for Fda(entrance) and Fda(exit) with the feed rate of 0,08mm and cutting speed of 10m/m. The information obtained in this research intends to expand information and knowledge on this subject.