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Estudo da metalização e dos parâmetros de brasagem em uniões Al2O3/Al2O3 e Al2O3/Fe-Ni-Co

Mori, Ricardo Nishioka January 2003 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194027.pdf: 4314234 bytes, checksum: 2c5e3b5fbe58508762812d9d9e49156c (MD5) / No atual trabalho foram demonstradas as influências das técnicas de metalização e dos ciclos térmicos de união na qualidade de juntas Al2O3/Al2O3 e Al2O3/Fe-Ni-Co produzidas por brasagem indireta utilizando a liga de adição convencional VH-780, (72%Ag-28%Cu; Tfusão = 780°C). O revestimento do substrato cerâmico foi realizado por metalização mecânica e por magnetron sputtering utilizando Ti como metal ativo. Testes em forno de alto vácuo (<3,0 x 10-5 mbar) com a temperatura variando de 820oC a 910oC e o tempo de 7min a 20min proporcionaram boa molhabilidade do filme de Ti para ambas técnicas de metalização. Do ponto de vista macroestrutural, as uniões apresentaram bom aspecto visual em todas as condições analisadas, não sendo observada a presença de trincas, porosidade significativa e/ou defeitos na interface. Testes de estanqueidade em corpos de prova de Al2O3/Fe-Ni-Co indicaram que as juntas são tecnicamente estanques. A caracterização detalhada da microestrutura da zona de ligação metal-cerâmica, por microscopia eletrônica de varredura, permitiu discutir a influência dos parâmetros de processo (temperatura de brasagem, tempo de patamar e tipo de metalização) na formação da camada de reação e na extensão da zona de precipitação na interface da junta. Os ensaios mecânicos tiveram resultados satisfatórios tanto para metalização mecânica como por magnetron sputtering, com as juntas apresentando uma boa resistência mecânica e evidenciando a formação de uma união efetiva através de ligações químicas fortes. Verificou-se ainda, que para o caso das juntas cerâmica/cerâmica, além de ser possível metalizar apenas uma das superfícies, esta é a condição mais adequada tanto do ponto de vista mecânico e microestrutural quanto econômico.
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Avaliação do processo de metalização superficial aplicado à peças obtidas por estereolitografia

Badotti, Alexandre Vilas Boas January 2003 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198066.pdf: 2688752 bytes, checksum: fe1c07f5f9bc94b12bdb39bce369066f (MD5) / Em diversos setores da atividade industrial são exigidos, cada vez mais, curtos períodos de desenvolvimento e/ou aperfeiçoamento de produtos a serem inseridos no mercado. Através da técnica do processo da estereolitografia, obtêm-se peças e protótipos em menores períodos de tempo, auxiliando o campo da prototipagem rápida a tornar-se uma importante ferramenta para a atividade industrial. Visando abranger as oportunidades criadas por essa técnica, amplamente utilizada, este trabalho tem como objetivo avaliar o uso de um processo de metalização superficial; almejando um melhoramento estético e/ou funcional das peças e protótipos obtidos pelo processo da estereolitografia. Dentre as técnicas de metalização superficial existente atualmente, foram realizados estudos de caso utilizando o processo de metalização superficial empregado, originalmente, em peças fabricadas em polímero ABS. Para o propósito, foi necessário um estudo, utilizando os laboratórios da UFSC, de adequação e aplicação deste processo de metalização superficial para ser utilizado em peças e protótipos fabricados em resina epóxi, que consiste no material utilizado pelo processo da estereolitografia. Porém, anteriormente à metalização superficial, a preparação da superfície da peça, onde será aplicada a metalização, é uma importante etapa do processo e também faz parte deste estudo, onde é abordada a obtenção dos melhores acabamentos superficiais relacionados ao processo da metalização, no que diz respeito à adesão e uniformidade da camada metalizada.
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Metalização mecânica de Al2O3 para brasagem metal/cerâmica

Nascimento, Rubens Maribondo do January 2001 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho desenvolveu-se o processo de metalização mecânica de Al2O3 com Ti, ligas Ti-Cu e Ti-Ni, como preparação para a brasagem metal/cerâmica com liga de adição sem elemento ativo. Avaliou-se o sistema para metalização mecânica mais adequado, assim como os parâmetros do processo que maximizam a qualidade do revestimento metálico. Filmes de Ti puro, Ti-20%Cu, Ti-35%Cu e duplo revestimento com Ti seguido de Cu ou Ni foram aplicados na cerâmica e caracterizados com respeito a qualidade e molhamento por ligas de adição convencionais. Uniões Cu/Al2O3 e Fe-28%Ni-23%Co/Al2O3 foram produzidas em alto-vácuo após a metalização mecânica utilizando-se as ligas de adição: VH-780 (Ag-Cu), SCP-2 (Ag-Cu-Pd) e VH-950 (Au-Ni). Analisou-se a influência dos parâmetros de metalização, material dos filmes depositados e temperatura na microestrutura e resistência mecânica das uniões.Verificou-se que com todos os revestimentos avaliados é possível a brasagem. A análise microestrutural revelou uma zona de precipitação, resultante das reações entre o revestimento metálico e a liga de adição. De um modo geral, as microestruturas das uniões contém além da zona de precipitação e camada de reação um microconstituínte eutético, oriundo do material de adição.
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Desenvolvimento de tubos solares aplicados em iluminação de interiores a partir de materiais poliméricos metalizados

Spacek, Anderson Diogo January 2017 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas tubulares de condução de luz natural propondo a substituição do alumínio revestido com prata (que é o sistema comercializado atualmente por diversas empresas internacionais), por polímero metalizado. Espera-se com isso diversificar os materiais empregados na fabricação destes dispositivos reduzindo significativamente o custo. Os sistemas tubulares de condução de luz natural permitem o aproveitamento da luz solar para iluminação de interiores, contribuindo para a redução do consumo de energia elétrica. No presente estudo foram avaliados como material estrutural os polímeros (PP, PS, PEAD, PEBD, ABS nas condições virgem e reciclada), revestidos com alumínio e cromo e submetidos à metalização por evaporação no vácuo (íon plating) ou por projeção catódica (sputtering). Os materiais poliméricos foram caracterizados quanto sua resistência mecânica através de ensaios de tração (norma ASTM D638). Os revestimentos de alumínio e cromo depositados nos materiais poliméricos, foram caracterizados quanto à adesão (norma ASTM D3359-09) e quanto à reflexividade (norma ASTM E903). Essas propriedades foram avaliadas comparativamente ao material empregado em um sistema tubular de condução de luz natural comercial (referencia). Os resultados obtidos dos ensaios realizados, demonstraram que os melhores sistemas obtidos foram o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica, e também ABS e PS virgem metalizados com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Para a validação em escala real, foram elaborados: um protótipo de PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica e um protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Enquanto, o tubo protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio chegou em média diária a atingir 65% do rendimento comparado com o tubo referência, o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica chegou apenas a 21%. Isso evidenciou a viabilidade técnica de construção de um tubo para condução da luz solar direta para iluminação utilizando ABS virgem metalizado com alumínio com rendimento de 65% do tubo de referência, o qual pode ser comercializado uma redução de custo estimado de 46,5% em relação a referência. / This paper aims to develop tubular daylight systems for transporting natural light by substituting silver coated aluminum (which is the system currently supplied by several international companies), for metalized polymer. This is expected to diversify the materials used in the manufacturing of those tubular devices, significantly reducing their cost. The tubular systems for conducting natural light enable to maximize the use of natural daylight for interior lighting, minimizing the consumption of electric energy. In this study some polymers (virgin and recycled PP, PS, HDPE, LDPE, and ABS) aluminum or chromium coated were evaluated as structural material. The coating were obtained metallization by vacuum evaporation (ion plating) or by cathodic projection (sputtering). The polymeric materials were evaluated for their mechanical resistance through tensile tests (American Society for Testing and Materials - ASTM D638 standard). The aluminum and chromium coatings deposited on polymeric materials were evaluated for their adhesion (ASTM D3359-09) and for their reflectivity (ASTM E903). These properties were measured comparatively to the material commonly used in a commercial tubular daylight conducting system (reference). The tests results showed that the best systems were the recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process, and also virgin ABS and virgin PS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process. For the real-scale validation, a prototype of recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process and a prototype of virgin ABS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process were made. While the prototype made with virgin ABS metalized with aluminum attained an average daily efficiency of 65% compared to the reference tube, the prototype made with recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process attained only 21%. Thus, these results demonstrate the technical feasibility of producing a tubular direct daylight conducting system using virgin ABS metalized with aluminum with an efficiency of 65% of the reference tube at an estimated cost 46.5% lower than the reference tube.
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Estudo da deposição de filmes de Ti e TiN e desenvolvimento do sistema modificado triodo-magnetron-sputtering /

Fontana, Luis Cesar January 1997 (has links)
Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-16T23:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:37:08Z : No. of bitstreams: 1 139008.pdf: 30562492 bytes, checksum: 070788b8cb7be749acc7243e005bcfc0 (MD5)
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Metalização mecânica para brasagem de uniões ZrO2/metal e ZrO2/ZrO2

Pimenta, Jean Senise 25 October 2012 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Gradução em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho empregou-se a técnica de metalização mecânica na produção de um revestimento de metal ativo (Ti ou Zr) para reduzir superficialmente a zircônia e favorecer o molhamento com ligas de adição convencionais. A interface resultante foi caracterizada por técnicas de análise microestrutural. Posteriormente, avaliou-se o desempenho de juntas brasadas estanques cerâmica/metal e cerâmica/cerâmica por meio de testes de microdureza e resistência mecânica à flexão-3p. A condição de molhamento foi analisada em substratos metalizados constituídos por zircônia (ZrO2) estabilizada com ítria ou magnésia, usando-se as ligas Ag-28Cu e Au-18Ni nos respectivos ciclos térmicos. Os melhores resultados dos testes de molhamento foram selecionados para os testes de brasagem indireta em forno de alto-vácuo (<3 10-5 mbar) e metalização com Ti. Os ângulos de contato medidos em decorrência da metalização prévia com Zr foram consideravelmente elevados, afetando a qualidade do molhamento das ligas fundidas. Juntas cerâmica/metal e cerâmica/cerâmica brasadas com a liga Ag-28Cu e metalização com Ti apresentaram ótima estanqueidade nos testes de detecção de vazamento de gás hélio a temperatura ambiente. Entretanto, nas juntas ZrO2/Ti-6Al-4V brasadas com a liga Au-18Ni verificou-se uma estanqueidade insatisfatória e a presença de microtrincamento na interface cerâmica/liga de adição. Perfis de microdureza feitos através da interface em juntas estanques não revelaram alteração brusca nesta propriedade mesmo onde a zircônia mostrou um típico escurecimento após o ciclo térmico de brasagem. Interações ocorridas entre os componentes individuais da junta brasada e, em particular, na camada escura de reação adjacente ao substrato metalizado foram investigadas por técnicas de análise microestrutural e análise EDX. A resistência mecânica à flexão-3p apresentou os melhores resultados nas juntas ZrO2/Ag-28Cu/Ti-6Al-4V (metalização com Ti). A ruptura se deu na interface cerâmica/liga, onde as superfícies de fratura mostraram arrancamento severo e alguma porção de material cerâmico aderido ao par metálico da união. / In the present study, the mechanical metallization technique was used in the production of an active metal coating (Ti or Zr) for superficial reduction of zirconia ceramic and increasing wetting in it using active-metal-free filler alloys. The resultant interface was characterized by microstructural analysis techniques. Afterwards, the performance of tight ceramic/metal and ceramic/ceramic brazed joints was evaluated by microhardness and three-point flexure tests. The wetting condition was analyzed in metallized substrates composed by stabilized zirconia with yttria or magnesia, using the conventional filler alloys Ag-28Cu and Au-18Ni with respective thermal cycles. Better wetting results were selected for indirect brazing tests in a high vacuum furnace (<3 10-5 mbar) using titanium metallization. Measured contact angles as a result of zirconium metallization were considerably high, which affected the wetting quality of molten filler alloys. Reliable vacuum tight ceramic/metal and ceramic/ceramic joints were produced using Ti metallization and the Ag-28Cu filler based on helium gas leak detection test at room temperature. However, the tightness for ZrO2/Au-18Ni/Ti-6Al-4V joints with Ti metallization was not satisfactory at all including the presence of microcracking was observed at the resultant interface. Microhardness profiles made across the tight joints interface did not reveal any severe change in this mechanical property, including also where zirconia undergone a typical darkening during brazing thermal cycle. Interactions between the individual members of the brazed joint assemble and, in particular, at the dark reaction layer that was formed closely to the metallized substrate were examined by microstructural analysis techniques and energy dispersive X-ray analysis. With regard to the mechanical strength by three-point flexure test better results were obtained for ZrO2/Ag-28Cu/Ti-6Al-4V joints (titanium metallization). The rupture occurred at the ceramic/filler interface whose fracture surfaces presented severe pulling up and some portion of ceramic material remained adhered to the metallic counterpart of the brazed joint.
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Desenvolvimento de tubos solares aplicados em iluminação de interiores a partir de materiais poliméricos metalizados

Spacek, Anderson Diogo January 2017 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas tubulares de condução de luz natural propondo a substituição do alumínio revestido com prata (que é o sistema comercializado atualmente por diversas empresas internacionais), por polímero metalizado. Espera-se com isso diversificar os materiais empregados na fabricação destes dispositivos reduzindo significativamente o custo. Os sistemas tubulares de condução de luz natural permitem o aproveitamento da luz solar para iluminação de interiores, contribuindo para a redução do consumo de energia elétrica. No presente estudo foram avaliados como material estrutural os polímeros (PP, PS, PEAD, PEBD, ABS nas condições virgem e reciclada), revestidos com alumínio e cromo e submetidos à metalização por evaporação no vácuo (íon plating) ou por projeção catódica (sputtering). Os materiais poliméricos foram caracterizados quanto sua resistência mecânica através de ensaios de tração (norma ASTM D638). Os revestimentos de alumínio e cromo depositados nos materiais poliméricos, foram caracterizados quanto à adesão (norma ASTM D3359-09) e quanto à reflexividade (norma ASTM E903). Essas propriedades foram avaliadas comparativamente ao material empregado em um sistema tubular de condução de luz natural comercial (referencia). Os resultados obtidos dos ensaios realizados, demonstraram que os melhores sistemas obtidos foram o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica, e também ABS e PS virgem metalizados com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Para a validação em escala real, foram elaborados: um protótipo de PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica e um protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Enquanto, o tubo protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio chegou em média diária a atingir 65% do rendimento comparado com o tubo referência, o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica chegou apenas a 21%. Isso evidenciou a viabilidade técnica de construção de um tubo para condução da luz solar direta para iluminação utilizando ABS virgem metalizado com alumínio com rendimento de 65% do tubo de referência, o qual pode ser comercializado uma redução de custo estimado de 46,5% em relação a referência. / This paper aims to develop tubular daylight systems for transporting natural light by substituting silver coated aluminum (which is the system currently supplied by several international companies), for metalized polymer. This is expected to diversify the materials used in the manufacturing of those tubular devices, significantly reducing their cost. The tubular systems for conducting natural light enable to maximize the use of natural daylight for interior lighting, minimizing the consumption of electric energy. In this study some polymers (virgin and recycled PP, PS, HDPE, LDPE, and ABS) aluminum or chromium coated were evaluated as structural material. The coating were obtained metallization by vacuum evaporation (ion plating) or by cathodic projection (sputtering). The polymeric materials were evaluated for their mechanical resistance through tensile tests (American Society for Testing and Materials - ASTM D638 standard). The aluminum and chromium coatings deposited on polymeric materials were evaluated for their adhesion (ASTM D3359-09) and for their reflectivity (ASTM E903). These properties were measured comparatively to the material commonly used in a commercial tubular daylight conducting system (reference). The tests results showed that the best systems were the recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process, and also virgin ABS and virgin PS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process. For the real-scale validation, a prototype of recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process and a prototype of virgin ABS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process were made. While the prototype made with virgin ABS metalized with aluminum attained an average daily efficiency of 65% compared to the reference tube, the prototype made with recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process attained only 21%. Thus, these results demonstrate the technical feasibility of producing a tubular direct daylight conducting system using virgin ABS metalized with aluminum with an efficiency of 65% of the reference tube at an estimated cost 46.5% lower than the reference tube.
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[en] METALLIC IRON PHASE MORPHOLOGY IN SELF-REDUCING BRIQUETTES / [pt] MORFOLOGIA DO FERRO METÁLICO EM BRIQUETES AUTO-REDUTORES

KARLA DE MELO MARTINS 13 April 2004 (has links)
[pt] O presente trabalho, aborda o estudo fenomenológico da metalização de briquetes auto-redutores durante a reação de redução na faixa de temperatura de 1000 à 1350 graus Celsius, variando o tipo de atmosfera gasosa e o tempo de redução. Com base nos resultados obtidos, uma descrição das morfologias do ferro presentes na faixa de temperatura estudada são apresentadas. Para tanto foram utilizados: estereoscópios, microscópios óticos e eletrônico. As principais morfologias da fase metálica reduzida foram: a presença de glóbulos de ferro no interior do aglomerado e uma camada contínua de ferro metálico na superfície, entre 1200 - 1350 graus Celsius, sugerindo uma carbonetação mais intensa no interior, com a conseqüente fusão da fase metálica. Crescimento de whiskers de ferro, também foram observados nas temperaturas mais baixas (1000 - 1100 graus Celsius). Na revisão bibliográfica foram feitos comentários sobre as tecnologias atuais e emergentes de produção de ferro primário e aço, e evidenciada a importância do estudo morfológico no esclarecimento do complexo mecanismo da cinética de redução de misturas de minério de ferro e carbono. Uma abordagem termodinâmica e cinética destes estudos também foi apresentada. / [en] This work describes the morphological study of the metallization process of self-reducing briquettes containing fines of iron ore and coal. The reduction of briquettes was effected in a temperature range of 1.000 to 1.350 Degrees Celsius varying reduction process duration and the gas atmosphere with nitrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. The different phases of the morphology of the metallic iron were measured by the use of stereoscopic devices as well as optical and scanning electron microscopes. The main morphology occurred in a temperature range of 1.200 to 1.350 Degrees Celsius generating iron globules in the center of the briquettes and a continuous metallic layer on the surface. The presence of a dendritic structure and the high carbon content of the iron globules indicate that the highest intensity of carburization occurred in the core regions of the briquettes followed by the melting phase of the iron. The whisker growth of iron was observed in the lower temperature range of 1.000 to 1.100 Degrees Celsius. The bibliographic section makes references to the actual status and new developments in the research of processes based on composite iron ore agglomerates. It is common understanding that the iron morphology plays a key role in the kinetic mechanisms of reducing iron oxide and carbon mixtures.
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Desenvolvimento de tubos solares aplicados em iluminação de interiores a partir de materiais poliméricos metalizados

Spacek, Anderson Diogo January 2017 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas tubulares de condução de luz natural propondo a substituição do alumínio revestido com prata (que é o sistema comercializado atualmente por diversas empresas internacionais), por polímero metalizado. Espera-se com isso diversificar os materiais empregados na fabricação destes dispositivos reduzindo significativamente o custo. Os sistemas tubulares de condução de luz natural permitem o aproveitamento da luz solar para iluminação de interiores, contribuindo para a redução do consumo de energia elétrica. No presente estudo foram avaliados como material estrutural os polímeros (PP, PS, PEAD, PEBD, ABS nas condições virgem e reciclada), revestidos com alumínio e cromo e submetidos à metalização por evaporação no vácuo (íon plating) ou por projeção catódica (sputtering). Os materiais poliméricos foram caracterizados quanto sua resistência mecânica através de ensaios de tração (norma ASTM D638). Os revestimentos de alumínio e cromo depositados nos materiais poliméricos, foram caracterizados quanto à adesão (norma ASTM D3359-09) e quanto à reflexividade (norma ASTM E903). Essas propriedades foram avaliadas comparativamente ao material empregado em um sistema tubular de condução de luz natural comercial (referencia). Os resultados obtidos dos ensaios realizados, demonstraram que os melhores sistemas obtidos foram o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica, e também ABS e PS virgem metalizados com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Para a validação em escala real, foram elaborados: um protótipo de PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica e um protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Enquanto, o tubo protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio chegou em média diária a atingir 65% do rendimento comparado com o tubo referência, o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica chegou apenas a 21%. Isso evidenciou a viabilidade técnica de construção de um tubo para condução da luz solar direta para iluminação utilizando ABS virgem metalizado com alumínio com rendimento de 65% do tubo de referência, o qual pode ser comercializado uma redução de custo estimado de 46,5% em relação a referência. / This paper aims to develop tubular daylight systems for transporting natural light by substituting silver coated aluminum (which is the system currently supplied by several international companies), for metalized polymer. This is expected to diversify the materials used in the manufacturing of those tubular devices, significantly reducing their cost. The tubular systems for conducting natural light enable to maximize the use of natural daylight for interior lighting, minimizing the consumption of electric energy. In this study some polymers (virgin and recycled PP, PS, HDPE, LDPE, and ABS) aluminum or chromium coated were evaluated as structural material. The coating were obtained metallization by vacuum evaporation (ion plating) or by cathodic projection (sputtering). The polymeric materials were evaluated for their mechanical resistance through tensile tests (American Society for Testing and Materials - ASTM D638 standard). The aluminum and chromium coatings deposited on polymeric materials were evaluated for their adhesion (ASTM D3359-09) and for their reflectivity (ASTM E903). These properties were measured comparatively to the material commonly used in a commercial tubular daylight conducting system (reference). The tests results showed that the best systems were the recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process, and also virgin ABS and virgin PS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process. For the real-scale validation, a prototype of recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process and a prototype of virgin ABS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process were made. While the prototype made with virgin ABS metalized with aluminum attained an average daily efficiency of 65% compared to the reference tube, the prototype made with recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process attained only 21%. Thus, these results demonstrate the technical feasibility of producing a tubular direct daylight conducting system using virgin ABS metalized with aluminum with an efficiency of 65% of the reference tube at an estimated cost 46.5% lower than the reference tube.
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[en] RECYCLING OF LD DRY DUSTS AND BLAST FURNACE C-CONTAINED RESIDUES IN STEEL BATH AND SELF-REDUCTION PROCESSES / [pt] RECICLAGEM DOS PÓS DO DESPOEIRAMENTO A SÊCO DE ACIARIA LD E DE ALTO FORNO NA REFRIGERAÇÃO DE AÇO LÍQUIDO E NOS PROCESSOS DE AUTORREDUÇÃO

JERSON EDWIN ALVARADO QUINTANILLA 27 March 2018 (has links)
[pt] O pó de aciaria (fração Fina-F e fração Grossa-G) gerado no sistema de despoeiramento à seco dos gases de exaustão do conversor LD, e o pó de alto forno-AF recuperado pelo sistema de tratamento de gases do setor de redução (coletor de gases), têm papel relevante entre os materiais secundários gerados nos vários elos da cadeia produtiva de uma siderúrgica integrada, seja pelas quantidades produzidas, seja por suas composições. Por serem portadores principalmente de unidades de ferro e carbono e algumas vezes zinco, esses resíduos são sempre alvo de iniciativas tecnológicas que objetivem recuperá-los ou reciclá-los. Além disso, os materiais particulados gerados pelo sistema de despoeiramento a seco, diferentemente dos à úmido, ainda carecem de estudos aprofundados para suas reciclagens. Embora antiga, a briquetagem atualmente vem se tornando uma tecnologia cada vez mais importante entre os processos de aglomeração. Assim, nesta Tese foi estudado, numa primeira etapa, a viabilidade de fabricação dos chamados briquetes F-G simples, constituídos apenas pelos pós Finos e Grossos, nas proporções percentuais de 50-50 e 70-30, respectivamente, e o exame teórico e experimental de seus usos como carga ferrosa nos processos de redução e como materiais alternativos às sucatas e pelotas, quando adicionados ao aço líquido do conversor LD para o controle de sua temperatura. Na fabricação dos briquetes F-G simples, também buscou-se testar os aglomerantes cimento ARI e melaço de cana de açúcar, isoladamente ou quando misturados, atendendo às relações água/cimento de 0,5 e água/melaço de 0,7. O processo experimental de cura a frio dos aglomerados se estendeu até 28 dias. A resistência à compressão obtida em prensa hidráulica instrumentada foi o principal parâmetro para avaliar a qualidade mecânica dos briquetes. A metodologia experimental envolveu a técnica do planejamento fatorial, 2(k), níveis (mínimo e máximo), com três variáveis (resíduos, aglomerantes e água). Nos resultados verificou-se que a resistência à compressão dos briquetes F-G simples, usando o binômio cimento-melaço sempre apresentou valores mais elevados do que os briquetes quando aglutinados com as duas substancias isoladamente. Além disso, dentre os aglomerados produzidos os de teores mais elevados de fração Grossa (briquetes 50-50), apresentaram maior resistência mecânica que os briquetes tipo 70-30. Em relação aos efeitos de resfriamento que provocam quando adicionados ao aço liquido, os balanços térmicos mostraram que os briquetes do tipo 70-30 apresentariam melhores índices no controle da temperatura do banho de aço, que os do tipo 50-50. A fim de verificar como se comportariam os briquetes F-G anteriores, quando se adicionava o pó de coletor de AF nas suas constituições como fonte supridora de carbono e apenas o cimento ARI como aglutinante, foram produzidos os denominados briquetes autorredutores, também dos tipos F-G, 50-50 e 70-30. Além da viabilidade de fabricação desses aglomerados, foram determinadas suas qualidades mecânicas e levantadas suas metalizações em ensaios de redução nas temperaturas de 1100 graus Celsius e 1150 graus Celsius. O estudo cinético da autorredução foi realizado avaliando-se o grau de conversão a ferro metálico e examinada a fenomenologia de sua evolução. Os resultados evidenciaram que o grau de conversão metálica cresceu com o aumento da temperatura e com a quantidade da fonte de carbono, que a metalização apresentou uma morfologia final do tipo shell layer e que o modelo cinético testado, tipo reação continua, apresentou uma correlação acima de 99 por cento. Além disso, os balanços de energia mostraram que o efeito de resfriamento imposto ao aço liquido pelos briquetes F-G autorredutores, sempre se mostrou superior aos dos briquetes F-G simples. Adicionalmente, afim de melhor interpretar os resultados obtidos foram realizados testes adicionais, como o de reatividade do coque metalúrgico, via a norma ASTM D5341-99 e por aná / [en] The steel dusts (fine-F and coarse-G fractions) generated in the dry dedusting equipment of the LD converter exhaust system, and in the blast furnace-AF dust collector, play a relevant role among secondary materials generated in the various steps of the integrated steelmaking chain, either by the quantities produced and their compositions. Because they mainly contain iron and carbon units and sometimes zinc in their compositions, actually these wastes are being the target of several technological initiatives, aiming to recover or recycle them. Moreover, the particulate materials generated by the LD dry dedusting system, unlike those collected in the wet system of the same LD processes, still lack in-depth studies for recycling. Nowadays briquetting is increasing in importance among agglomeration processes, mainly due to its feature in treat particulate materials with a wide range of size. This thesis studied, in a first stage, the feasibility of manufacturing the so-called simple F-G briquettes, in the proportions of 50-50 and 70-30, respectively, as well as their theoretically and experimentally possibilities to be charged as a ferrous burden in reduction processes and as an alternative material to the scrap and pellets, when used to control the liquid steel temperature in LD converters. In the manufacture of the simple F-G briquettes, was also tested the binders ARI cement and sugarcane molasses, alone or when mixed, taking into account the water / cement ratio of 0,5 and the water / molasses ratio of 0,7. For the briquettes studied in this research, all cure operations lasted for up to 28 days and the compressive strength parameter obtained to evaluate the mechanical quality of the briquettes. The experimental methodology involved the technique of factorial planning, 2(k) levels (minimum and maximum), with three variables (residues, agglomerates and water). The results showed that the compressive strengths of the simple F-G briquettes, when using the cement-molasses mixture, always achieved higher values than that for briquettes using the cement or molasses separately. Moreover, the higher content of coarser fraction (briquettes 50-50) always leads to higher mechanical resistance than the finer one (70-30). On the other hand, the energy balances showed that the simple F-G briquettes 70-30, have presented the better cooling indexes for the liquid steel temperature control than the 50-50 briquettes. Regarding the second part of the thesis, two types of F-G self-reducing briquettes were also produced, containing stoichiometric and 10 percent excess of BF-collector dusts. After curing, they were tested on compression and reduced in temperatures of 1100 Celsius degrees and 1150 Celsius degrees. The kinetic study of the self-reducing briquettes was carried out evaluating the metallic iron conversion and the metallic iron phenomenology and morphology formation. The results showed: a) that the iron conversion increased as higher the temperature and amount of carbon; b) that the iron metallization presented a shell-layer type morphology and, c) that the continuous-reaction type kinetic model, adjusted very well the experimental reduction results, with a correlation factor above 99 percent. Additionally, in order to better understand the experiment results, the metallurgical coke reactivity was obtained using the ASTM D5341-99 test and the Differential Thermogravimetric analyzes (DTG), as well as confirmed the hydrated water amount in the passivated F and G dusts, also using the DTG methodology. Finally, considering the manufacturing feasibility of the both, simple and self-reducing F-G briquettes, the following could be also marked: I) The use of both briquettes type for liquid steel temperature control in LD converters, as effective alternative materials to scraps and pellets, considering the following comparative cooling indexes: a) 2,1 and 2,4 times the scrap, for the self-reducing briquettes 50-50 and 70-30, respectively, both with 10 percent excess; b) 1,7 and 1,9 times the scrap, for the simple briquettes, 50-50 and 70

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