Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoBM.pdf: 4159366 bytes, checksum: 0675996da75ecb96ee8b23855ac7f866 (MD5) Previous issue date: 2008-05-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work a studied the high energy milling effect in microstructure and magnetic properties of the WC-10wt.%Co composite. The composite powders were prepared by mechanical mixed and milled at 2 hours, 100 hours, 200 hours and 300 hours in planetary milling. After this process the composite were compacted in stainless steel die with cylindrical county of 10 mm of diameter, at pressure 200 Mpa and sintered in a resistive furnace in argon atmosphere at 1400 oC for 5 min. The sintered composite were cutted, inlaid, sandpapered, and polished. The microestrutural parameters of the composite was analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, optical microscopy, hardness, magnetic propriety and Rietveld method analyze. The results shows, with milling time increase the particle size decrease, it possibility minor temperature of sintering. The increase of milling time caused allotropic transformation in cobalt phase and cold welding between particles. The cold welding caused the formation of the particle composite. The X-ray diffraction pattern of composite powders shows the WC peaks intensity decrease with the milling time increase. The X-ray diffraction pattern of the composite sintered samples shows the other phases. The magnetic measurements detected a significant increase in the coercitive field and a decrease in the saturation magnetization with milling time increase. The increase coercitive field it was also verified with decrease grain size with milling time increase. For the composite powders the increase coercitive field it was verified with particle size reduction and saturation magnetization variation is relate with the variation of free cobalt. The Rietveld method analyze shows at milling time increase the mean crystalline size of WC, and Co-cfc phases in composite sintered sample are higher than in composite powders. The mean crystallite size of Co-hc phase in composite powders is higher than in composite sintered sample. The mean lattice strains of WC, Co-hc and Co-cfc phases in composite powders are higher than in composite sintered samples. The cells parameters of the composite powder decrease at milling time increase this effect came from the particle size reduction at milling time increase. In sintered composite the cells parameters is constant with milling time increase / O presente trabalho estudou o efeito da moagem de alta energia nos par?metros microestruturais e nas propriedades magn?ticas do comp?sito WC-10%pCo. Os p?s comp?sitos foram processados em moinho planet?rio por mistura mec?nica e mo?dos por 2 h, 100 h, 200 h e 300 h. Os comp?sitos em p? foram compactados numa matriz de 10 mm de di?metro a uma press?o de 200 Mpa e sinterizadas a 1400 0C/ 5 min no forno acoplado ao dilat?metro com atmosfera de arg?nio. Os comp?sitos foram submetidos a um processamento metalogr?fico de corte, embutimento, lixamento e polimento. A caracteriza??o dos comp?sitos consistiu em difra??o de raios-X, microscopia ?ptica, microscopia eletr?nica de varredura, dureza, propriedades magn?ticas e an?lise dos par?metros microestruturais pelo m?todo de Rietveld. Os resultados mostram que o tempo de moagem promove uma redu??o do tamanho de part?cula. Os comp?sitos com maior tempo de moagem sinterizam a menor temperatura. O tempo de moagem promove ainda a soldagem a frio das part?culas originando a forma??o de part?culas comp?sitas e transforma??es alotr?picas na fase cobalto. O difratograma de raios-X para os p?s comp?sitos mostra uma queda da intensidade dos picos de WC com o tempo de moagem. O difratograma de raios-X para os comp?sitos sinterizados mostra a presen?a de outras fases. As medidas magn?ticas detectaram um decr?scimo na magnetiza??o de satura??o e um crescimento no campo coercitivo com o aumento do tempo de moagem. Com o tempo de moagem foi verificado um decr?scimo do tamanho de gr?o. Para os p?s comp?sitos o aumento do campo coercitivo est? relacionado com a redu??o do tamanho de part?cula e a varia??o da magnetiza??o de satura??o est? relacionada com a varia??o do cobalto livre. O m?todo de Rietveld mostrou que a varia??o do tamanho m?dio do cristalito com o tempo de moagem das fases WC e Co-cfc foi menor nos comp?sitos sinterizados do que nos p?s comp?sitos. J? na fase Co-cfc esta varia??o foi maior nos p?s. A deforma??o m?dia do cristalito das fases WC, Co-hc e Co-cfc ? maior nos p?s comp?sitos do que nos comp?sitos sinterizados. Nos p?s comp?sitos os par?metros de rede para as fases WC, Co-hc e Co-cfc decrescem com o tempo de moagem. Este decr?scimo est? diretamente influenciado pela redu??o do tamanho das part?culas. Para os comp?sitos sinterizados os par?metros de rede para as fases WC, Co-hc e Co-cfc s?o praticamente constantes

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GilbertoM_DISSERT_PARCIAL.pdf: 494543 bytes, checksum: da2d1ceb188b373977eacdb9f150846c (MD5) Previous issue date: 2011-01-31 / In this work, was studied the formation of a composite of the refractory metal niobium with copper, through the process of high-energy milling and liquid phase sintering. The HEM can be used to synthesize composite powders with high homogeneity and fine size particle distribution. It may also produce the solid solubility in immiscible systems such as Nb-Cu, or extend the solubility of systems with limited solubility. Therefore, in the immiscible system Cu-Nb, the high-energy milling was successfully used to obtain the composite powder particles. Initially, the formation of composite particles during the HEM and the effect of preparation technique on the microstructure of the material was evaluated. Four loads of Nb and Cu powders containing 20%wt Cu were synthesized by MAE in a planetary type ball mill under different periods of grinding. The influence of grinding time on the metal particles is evaluated during the process by the withdrawal of samples at intermediate times of milling. After compaction under different forces, the samples were sintered in a vacuum furnace. The liquid phase sintering of these samples prepared by HEM produced a homogeneous and fine grained. The composite particles forming the sintered samples are the addition of a hard phase (Nb) with a high melting point, and a ductile phase (Cu) with low melting point and high thermal and electrical conductivities. Based on these properties, the Nb-Cu system is a potential material for many applications, such as electrical contacts, welding electrodes, coils for generating high magnetic fields, heat sinks and microwave absorbers, which are coupled to electronic devices. The characterization techniques used in this study, were laser granulometry, used to evaluate the homogeneity and particle size, and the X-ray diffraction, in the phase identification and to analyze the crystalline structure of the powders during milling. The morphology and dispersion of the phases in the composite powder particles, as well the microstructures of the sintered samples, were observed by scanning electron microscopy (SEM). Subsequently, the sintered samples are evaluated for density and densification. And finally, they were characterized by techniques of measuring the electrical conductivity and microhardness, whose properties are analyzed as a function of the parameters for obtaining the composite / Neste trabalho, foi estudada a forma??o de um comp?sito do metal refrat?rio ni?bio com o cobre, atrav?s do processo de moagem de alta energia e sinteriza??o por fase l?quida. A MAE pode ser usada para sintetizar p?s comp?sitos com alta homogeneidade e fina distribui??o de tamanho de part?culas. Ela tamb?m pode produzir a solubilidade s?lida em sistemas imisc?veis como o Nb-Cu, ou, estender a solubilidade de sistemas com limitada solubilidade. Portanto, no sistema imisc?vel Nb-Cu, a moagem de alta energia foi utilizada com sucesso para a obten??o das part?culas do p? comp?sito. Inicialmente a forma??o das part?culas comp?sitas durante a MAE e o efeito dessa t?cnica de prepara??o na microestrutura do material foi avaliada. Quatro cargas de p?s de Nb e Cu contendo 20% em massa de Cu foram sintetizados por MAE em um moinho de bolas tipo planet?rio, sob diferentes per?odos de moagem. A influ?ncia do tempo de moagem nas part?culas met?licas ? avaliada no decorrer do processo, atrav?s da retirada de amostras em tempos parciais da moagem. Ap?s a compacta??o sob diferentes for?as, as amostras foram sinterizadas em um forno ? v?cuo. A sinteriza??o por fase l?quida destas amostras preparadas por MAE produziu uma estrutura homog?nea e com granula??o refinada. As part?culas comp?sitas que formam as amostras sinterizadas, s?o a jun??o de uma fase dura (Nb) com alto ponto de fus?o, e uma fase d?ctil (Cu) de baixo ponto de fus?o e de elevadas condutividades t?rmica e el?trica. Com base nestas propriedades, o sistema Nb-Cu ? um material em potencial para in?meras aplica??es, como contatos el?tricos, eletrodos de solda, bobinas para gera??o de altos campos magn?ticos, dissipadores de calor e absorvedores de microondas, que s?o acoplados a dispositivos eletr?nicos. As t?cnicas de caracteriza??o utilizadas neste estudo, foram a granulometria ? laser para avaliar a homogeneidade e o tamanho das part?culas, e a difra??o de raios-X, na identifica??o das fases e an?lise da estrutura cristalina dos p?s durante a moagem. J? a morfologia e a dispers?o das fases nas part?culas do p? comp?sito, assim como as microestruturas das amostras sinterizadas, foram observadas atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Posteriormente, as amostras sinterizadas foram avaliadas quanto ? densidade e densifica??o. E, finalmente, foram caracterizadas atrav?s de t?cnicas de medi??o da condutividade el?trica e microdureza Vickers, cujas propriedades s?o analisadas em fun??o dos par?metros de obten??o do comp?sito

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-14T21:40:34Z No. of bitstreams: 1 RonycleiRaimundoDaSilva_DISSERT.pdf: 1911613 bytes, checksum: bc12b6ba49c786087e656fbc0870de75 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-17T18:43:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RonycleiRaimundoDaSilva_DISSERT.pdf: 1911613 bytes, checksum: bc12b6ba49c786087e656fbc0870de75 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-17T18:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RonycleiRaimundoDaSilva_DISSERT.pdf: 1911613 bytes, checksum: bc12b6ba49c786087e656fbc0870de75 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / O sistema Mo-Cu ? um comp?sito usado na ind?stria el?trica como material para contato el?trico e resist?ncia de eletrodo de solda assim como dissipador de calor e absorvedor de microondas em dispositivos microeletr?nicos. O emprego desse material em tais aplica??es se deve as excelentes propriedades de condutividade t?rmica e el?trica e a possibilidade de ajuste do seu coeficiente de expans?o t?rmica para satisfazer aqueles dos materiais usados como substratos dos semicondutores na ind?stria micoreletr?nica. A metalurgia do p? atrav?s dos processos de moagem, conforma??o por prensagem e sinteriza??o ? uma t?cnica vi?vel para consolida??o desse tipo de material. Entretanto, a m?tua insolubilidade de ambos as fases e a baixa molhabilidade do Cu l?quido sobre o Mo dificultam a sua densifica??o. A moagem de alta energia ? uma t?cnica de prepara??o de p?s usada para produzir p?s comp?sitos nanocristalinos, com fase amorfa ou solu??o s?lida estendida, os quais aumentam a sinterabilidade de sistemas imisc?veis como o Mo-Cu. Este trabalho investiga a influ?ncia do heptamolibdato de am?nia (HMA) e da moagem de alta energia na prepara??o de um p? comp?sito HMA-20%Cu assim como o efeito desta prepara??o na densifica??o e estrutura do comp?sito Mo-Cu produzido. P?s de HMA e Cu na propor??o de 20% em massa de Cu foram preparados pelas t?cnicas de mistura mec?nica e moagem de alta energia em um moinho planet?rio. Estes foram mo?dos por at? 50 horas. Para observar a evolu??o das caracter?sticas das part?culas, amostras de p?s foram colhidas ap?s 2, 10, 15, 20, 30 e 40 horas de moagem. Amostras cil?ndricas com 5 e 8 mm de di?metro e 3 a 4 mm de espessura foram obtidas por prensagem a 200 MPa tanto para os p?s misturados como para os mo?dos. Tais amostras foram sinterizada a 1200 oC por 60 minutos sob uma atmosfera de H2. Para verificar o efeito da taxa de aquecimento na estrutura do material durante a decomposi??o e redu??o do HMA, foram usadas as taxas de 2, 5 e 10 oC/min.. Os p?s e as estruturas dos corpos sinterizados foram caracterizados por DRX, MO, MEV e EDS. A densidade dos corpos verdes e sinterizados foi medida usando o m?todo geom?trico (massa/volume). Medidas de microdureza vickers com carga de 20 N durante 15 s foram efetuadas nas estruturas sinterizadas. A densidade das estruturas sinterizadas a 10 oC/min. alcan?ou 99 % da densidade te?rica, em quanto a densidade das estruturas sinterizadas a 2 oC/min. atingiu somente 90 % da densidade te?rica. / The Cu-Mo system is a composite used in the electrical industry as material for electrical contact and resistance welding electrode as well as the heat sink and microwave absorber in microelectronic devices. The use of this material in such applications is due to the excellent properties of thermal and electrical conductivity and the possibility of adjustment of its coefficient of thermal expansion to meet those of materials used as substrates in the semiconductor micoreletr?nic industry. Powder metallurgy through the processes of milling, pressing shaping and sintering is a viable technique for consolidation of such material. However, the mutual insolubility of both phases and the low wettability of liquid Cu on Mo impede its densification. However, the mutual insolubility of both phases and the low wettability of liquid Cu on Mo impede its densification. The mechanical alloying is a technique for preparation of powders used to produce nanocrystalline composite powder with amorphous phase or extended solid solution, which increases the sinterability immiscible systems such as the Mo-Cu. This paper investigates the influence of ammonium heptamolybdate (HMA) and the mechanical alloying in the preparation of a composite powder HMA-20% Cu and the effect of this preparation on densification and structure of MoCu composite produced. HMA and Cu powders in the proportion of 20% by weight of Cu were prepared by the techniques of mechanical mixing and mechanical alloying in a planetary mill. These were milled for 50 hours. To observe the evolution of the characteristics of the particles, powder samples were taken after 2, 10, 15, 20, 30 and 40 hours of milling. Cylindrical samples 5 to 8 mm in diameter and 3 to 4 mm thickness were obtained by pressing at 200 MPa to the mixed powders so as to ground. These samples were sintered at 1200 ? C for 60 minutes under an atmosphere of H2. To determine the effect of heating rate on the structure of the material during the decomposition and reduction of HMA, rates of 2, 5 and 10 ? C / min were used .. The post and the structures of the sintered samples were characterized by SEM and EDS. The density of the green and sintered bodies was measured using the geometric method (weight / volume). Vickers microhardness with a load of 1 N for 15 s were performed on sintered structures. The density of the sintered structures 10 ? C / min. reached 99% of theoretical density, how the density of sintered structures to 2 ? C / min. reached only 90% of the theoretical density

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T19:03:35Z No. of bitstreams: 1 BrunoFerreiraAmorim_TESE.pdf: 4546675 bytes, checksum: f3babdd1005205365d367583411ae46c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-13T20:09:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BrunoFerreiraAmorim_TESE.pdf: 4546675 bytes, checksum: f3babdd1005205365d367583411ae46c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T20:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoFerreiraAmorim_TESE.pdf: 4546675 bytes, checksum: f3babdd1005205365d367583411ae46c (MD5) Previous issue date: 2015-12-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / As ferritas de cobalto-mangan?s (Co1?xMnxFe2O4 e Co1,2Fe1,8?xMnxO4) possuem uma estrutura do tipo espin?lio mista, e t?m sido consideradas como um das candidatas competitivas para grande variedade de aplica??es em dispositivos, desde a gera??o e detec??o de ultra-som, sensores, transformadores, bem como na ind?stria m?dica. Ferritas de cobaltomangan?s nanoestruturadas foram produzidas via moagem de alta energia, com subsequente tratamento t?rmico, e foram caracterizados por difra??o de raios X, fluoresc?ncia de raios X, microscopia eletr?nica de varredura e magnetiza??o. Amostras do tipo Co1?xMnxFe2O4 e Co1,2Fe1,8?xMnxO4 foram obtidas a partir dos p?s precursores Fe3O4, Co3O4 e Mn3O4, os quais foram estequiometricamente misturados e mo?dos por 10h e tratados termicamente ? 900?C por 2h. A difratometria confirma a forma??o das fases nanocristalinas puras para s?rie Co1,2Fe1,8?xMnxO4 com umdi?metro m?dio de cerca de 94nm. Verificou-se que o par?metro de rede aumenta com a substitui??o do Fe3? pelo Mn3?. A fluoresc?ncia de raios X revelou que as por??es de metais nas amostras estavam pr?xima das composi??es estequiom?tricas nominais. As caracter?sticas microestruturais observadas nas micrografias demonstraram que as part?culas formadas apresentam morfologia e granulometria bastante distintas. As medidas de histerese magn?ticas realizadas em baixa temperatura, mostraram que a magnetiza??o de satura??o e reman?ncia aumentaram com a concentra??o de mangan?s, enquanto que o campo coercivo diminuiu. A constante de anisotropia (Ke f ), foi calculada a partir dos ajustes dos dados pela lei de aproxima??o de satura??o. Verificou-se que a anisotropia diminui substancialmente com a substitui??o do ferro pelomangan?s. / The cobalt-manganese ferrites (Co1?xMnxFe2O4 and Co1,2Fe1,8?xMnxO4) has a mixed structure of spinel type and it has been regarded as one of candidates for petitive wide variety of applications in devices from ultrasonic generation and detection, sensors, transformers, as well as in medical industry. Ferrites cobalt-manganese nanostructured were produced via mechanical alloying with subsequent heat treatment and were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy and magnetization. Samples of Co1?xMnxFe2O4 and Co1,2Fe1,8?xMnxO4 were obtained from the precursor powders Fe3O4, Co3O4 and Mn3O4 which were stoichiometrically mixed and ground by 10h and heat treated at 900?C for 2h. The diffraction confirmed the formation of the pure nanocrystalline phases to series Co1,2Fe1,8?xMnxO4 with an average diameter of about 94nm. It was found that the lattice parameter increases with the substitution of Fe3? by Mn3?. The x-ray fluorescence revealed that the portions of metals in samples were close to the nominal stoichiometric compositions. The microstructural features observed in micrographs showed that the particles formed show very different morphology and particle size. The magnetic hysteresis measurements performed at low temperature showed that the saturation magnetization and remanence increased as the concentration of manganese, while the coercive field decreased. The anisotropy constant (Ke f ), was estimated from the data adjustments the law of approaching saturation. It was found that the anisotropy decreases substantially with the substitution of Fe by Mn.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GislaineBP.pdf: 2931348 bytes, checksum: a3914c6b0349281b46081bda792536cc (MD5) Previous issue date: 2008-03-19 / Hard metals are the composite developed in 1923 by Karl Schr?ter, with wide application because high hardness, wear resistance and toughness. It is compound by a brittle phase WC and a ductile phase Co. Mechanical properties of hardmetals are strongly dependent on the microstructure of the WC Co, and additionally affected by the microstructure of WC powders before sintering. An important feature is that the toughness and the hardness increase simultaneously with the refining of WC. Therefore, development of nanostructured WC Co hardmetal has been extensively studied. There are many methods to manufacture WC-Co hard metals, including spraying conversion process, co-precipitation, displacement reaction process, mechanochemical synthesis and high energy ball milling. High energy ball milling is a simple and efficient way of manufacturing the fine powder with nanostructure. In this process, the continuous impacts on the powders promote pronounced changes and the brittle phase is refined until nanometric scale, bring into ductile matrix, and this ductile phase is deformed, re-welded and hardened. The goal of this work was investigate the effects of highenergy milling time in the micro structural changes in the WC-Co particulate composite, particularly in the refinement of the crystallite size and lattice strain. The starting powders were WC (average particle size D50 0.87 μm) supplied by Wolfram, Berglau-u. Hutten - GMBH and Co (average particle size D50 0.93 μm) supplied by H.C.Starck. Mixing 90% WC and 10% Co in planetary ball milling at 2, 10, 20, 50, 70, 100 and 150 hours, BPR 15:1, 400 rpm. The starting powders and the milled particulate composite samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) to identify phases and morphology. The crystallite size and lattice strain were measured by Rietveld s method. This procedure allowed obtaining more precise information about the influence of each one in the microstructure. The results show that high energy milling is efficient manufacturing process of WC-Co composite, and the milling time have great influence in the microstructure of the final particles, crushing and dispersing the finely WC nanometric order in the Co particles / O metal duro ? um comp?sito de matriz met?lica que tem grande aplica??o devido as suas propriedades, que aliam alta dureza e resist?ncia ao desgaste ? tenacidade. ? composto por uma fase fr?gil, o WC, e uma fase d?ctil, que pode ser o cobalto, o ferro ou o n?quel. Destes comp?sitos, o de maior destaque ? o WC-Co, que foi desenvolvido na d?cada de 20 e vem sendo estudado desde ent?o. As propriedades mec?nicas do comp?sito WC-Co, s?o dependentes das caracter?sticas microestruturais dos materiais de partida. Neste contexto, a obten??o do metal duro a partir de part?culas nanom?tricas vem sendo estudada. Existem v?rios m?todos de fabrica??o de metal duro WC-Co nanoparticulado, dentre as principais t?cnicas, a moagem de alta energia em moinho planet?rio, se mostra eficiente para este fim. Nesse processo, os p?s s?o submetidos a cont?nuos impactos, que provocam significativas altera??es em sua microestrutura. A fase fr?gil ? refinada at? a escala nanom?trica e a fase d?ctil ? deformada e soldada, formando placas, devido o excesso de deforma??o pl?stica, as placas tornam-se encruadas e sofrem fratura fr?gil. Simultaneamente as part?culas fr?geis s?o inseridas na fase d?ctil formando assim um comp?sito com matriz de cobalto pouco ou muito deformado e part?culas refinadas e dispersas de carbeto de tungst?nio. Estas caracter?sticas dependem das condi??es de moagem empregada. Neste trabalho foi realizada uma an?lise das caracter?sticas deste comp?sito quanto ao tamanho de cristalito, grau de encruamento, e morfologia. O principal objetivo deste trabalho ? investigar o efeito do tempo da moagem de alta energia nas altera??es microestruturais que ocorrem no comp?sito WC-Co, no que diz respeito ao refinamento das part?culas e a microdeforma??o da rede cristalina. Neste contexto foram utilizadas as t?cnicas de difra??o de raios X (DRX) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV). A t?cnica utilizada para an?lise de tamanho de cristalito e microdeforma??o da rede cristalina foi o M?todo de Rietveld. Os resultados mostram que a moagem de alta energia foi eficiente na produ??o do comp?sito WC-Co com part?culas de WC nanom?tricas pouco ou muito encruadas

O presente estudo está dividido em duas partes. A primeira parte está relacionada à preparação de pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados através do processo de moagem de alta energia, bem como à caracterização dos pós moídos e no estado como recebido. A análise dos dados obtidos nesta etapa do trabalho foi feita utilizando-se uma abordagem essencialmente teórica. A segunda parte deste estudo refere-se à produção e caracterização de revestimentos preparados com os pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados e como recebido. O comportamento destes revestimentos sob erosão-oxidação em alta temperatura foi comparado com base em uma abordagem de caráter mais tecnológico. O tamanho médio de cristalito do pó de Cr3C2-25(Ni20Cr) decresceu rapidamente de 145 nm para 50 nm nos estágios iniciais de moagem e, posteriormente, com o aumento do tempo de moagem, decresceu mais lentamente até atingir um estado estacionário para um tamanho de cristalito em torno de 10 nm. Este estado estacionário corresponde ao início do processo de recuperação dinâmica. A máxima deformação da rede cristalina (δ = 1,17%) foi observada para pós moídos por 16 horas, caracterizando um tamanho crítico de cristalito da ordem de 28 nm. Por outro lado, o parâmetro de rede atingiu um mínimo para pós moídos por 16 horas. Após atingir o tamanho crítico de cristalito, a densidade de discordâncias praticamente não mais varia (estado estacionário) e toda deformação plástica posteriormente introduzida no material é acomodada através de eventos que ocorrem nos contornos de grão, particularmente por meio do processo designado deslizamento de contorno de grão (grain boundary sliding). A energia de deformação armazenada na rede cristalina dos pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) moídos com diferentes tempos de moagem foi determinada por meio de medidas da variação de entalpia. Estes resultados indicaram que a máxima variação de entalpia (ΔH = 722 mcal) também ocorreu para pós moídos por 16 horas. Analogamente, a máxima variação do calor específico (ΔCp = 0,278 cal/gK) ocorreu para pós moídos por 16 horas. As seguintes propriedades mecânicas dos revestimentos de Cr3C2-25(Ni20Cr), preparados utilizando-se o processo HVOF de aspersão térmica, foram determinadas: microdureza Vickers, módulo de Young e tenacidade à fratura. As propriedades dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados e como recebido foram comparadas. A dureza e o módulo de Young dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados foram aproximadamente 26% maiores que aqueles preparados com os pós como recebido. A tenacidade à fratura dos revestimentos nanoestruturados foi aproximadamente 36% maior do que o verificado para os revestimentos produzidos com pós no estado como recebido. A resistência à erosão-oxidação do revestimento produzido com o pó nanoestruturado foi em torno de 52% maior do que a do revestimento preparado com o pó no estado como recebido, a 800ºC. Ambos os revestimentos mostraram um aumento da taxa de erosão-oxidação para temperaturas acima de 450ºC. / This study is divided in two parts. The first part is about the preparation of nanostructured Cr3C2-25(Ni20Cr) powders by high energy milling followed by characterization of the milled and the as received powder. Analyses of some of the data obtained were done using a theoretical approach. The second part of this study is about the preparation and characterization of coatings prepared with the nanostructured as well as the as received Cr3C2-25(Ni20Cr) powders. The high temperature erosion-oxidation (E-O) behavior of the coatings prepared with the two types of powders has been compared based on a technological approach. The average crystallite size of the Cr3C2-25(Ni20Cr) powder decreased rapidly from 145 nm to 50 nm in the initial stages of milling and thereafter decreased slowly to a steady state value of around 10 nm with further increase in milling time. This steady state corresponds to the beginning of a dynamic recovery process. The maximum lattice strain (δ = 1,17%) was observed in powders milled for 16 hours, and this powders critical crystallite size was 28 nm. In contrast, the lattice parameter attained a minimum for powders milled for 16 hours. Upon reaching the critical crystallite size, the dislocation density attained a steady state regime and all plastic deformation introduced in the material there after was in the form of events occurring at the grain boundaries, due mainly to grain boundary sliding. The deformation energy stored in the crystal lattice of the Cr3C2-25(Ni20Cr) powders milled for different times was determined from enthalpy variation measurements. These results indicated that the maximum enthalpy variation (ΔH = 722 mcal) also occurred for powders milled for 16 hours. In a similar manner, the maximum specific heat variation (ΔCp = 0,278 cal/gK) occurred for powders milled for 16 hours. The following mechanical properties of Cr3C2-25(Ni20Cr) coatings prepared using the HVOF thermal spray process were determined: Vickers micro-hardness, the Young Modulus and the fracture toughness. The properties of the coatings prepared with the nanostructured and the as received powders were compared. The hardness and Young Modulus of the coatings prepared with nanostructured powders were approximately 26% higher than that of the coatings prepared with as received powders. The fracture toughness of the nanostructured coating was 36% higher. The erosion-oxidation resistance of the coating produced with the nanostructured powder was around 52% higher than that of the coating prepared with the as received powders at 800 ºC. The E-O wastage of both types of coatings increased with temperature beyond 450 ºC.

Neste trabalho investigou-se a obtenção do composto TiFe a partir da moagem de alta energia de misturas de pós de TiH2 e Fe, seguida de aquecimento sob vácuo para a reação de síntese. No lugar do Ti, o TiH2 foi escolhido como precursor em razão de sua fragilidade, benéfica para a diminuição da aderência dos pós ao ferramental de moagem. Foram preparados dois lotes de misturas obedecendo-se a relação Ti:Fe de 50:50 e 56:44. Ambos foram processados em um moinho do tipo planetário por tempos que variaram de 5 até 40 horas, sob atmosfera de argônio de elevada pureza. Em todos os experimentos foram mantidos constantes a velocidade de rotação do prato do moinho, a quantidade de amostra, o diâmetro e o número de bolas. As amostras moídas foram caracterizadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF). Apenas TiH2 e Fe foram observados nas amostras moídas, com um grau crescente de mistura em função do tempo de moagem. O composto TiFe nanoestruturado (12,5 a 21,4nm) foi obtido de forma majoritária em todas as amostras após a reação de síntese promovida pelo tratamento térmico a 600ºC (873K). As amostras reagidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e DRX. Um equipamento do tipo Sievert, operando sob um fluxo constante (modo dinâmico), foi utilizado para levantar as curvas termodinâmicas de absorção e dessorção de hidrogênio. Todas as amostras absorveram hidrogênio à temperatura ambiente (~298K) sem a necessidade de ciclos térmicos de ativação. Os melhores resultados foram obtidos com as amostras moídas por 25 e 40 horas, de composição não estequiométrica 56:44. Tais amostras absorveram e dessorveram hidrogênio à temperatura ambiente, sob os platôs de aproximadamente 6,4 e 2,2bar (~0,6 e 0,2MPa), respectivamente. A capacidade máxima de armazenamento foi de 1,06% em massa de hidrogênio (H:M~0,546), sob pressão de até 11bar (1,1MPa), com reversão de até 1,085% em massa de hidrogênio (H:M~0,559), sob pressão de até 1bar (0,1MPa). Estas amostras também apresentaram maior cinética de absorção e dessorção de hidrogênio com fluxos de 1,23 (25h) e 2,86cm3/g.min. (40h). Tais resultados são atribuídos à variação composicional da fase TiFe e à maior quantidade de TiH2 livre. / In this work high-energy ball milling from TiH2 and Fe powder mixtures, followed by post-heating under vacuum, were performed for the reaction synthesis of TiFe compound. TiH2 was used instead of Ti due to its brittleness, preventing strong particles adhesion to the grinding balls and vial walls. Two mixtures batches were prepared following Ti:Fe ratios of 50:50 and 56:44. Both of them were dry-milled in a planetary mill for times ranging from 5 to 40 hours, under high purity argon atmosphere. The speed of main disk rotation, the amount of sample, number and diameter of the balls were kept constant in all experiments. As-milled samples were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF). As-milled materials presented only Fe and TiH2 phases showing increased mixture degree with the milling time. After heat treatment at 600ºC (873K), nanostructured TiFe compound (12.5 to 21.4nm) was mostly formed in all samples. Reacted samples were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and XRD. Hydrogen absorption and desorption thermodynamics curves were determined in a Sievert-type apparatus operating at constant flow (dynamic mode). All samples absorbed hydrogen at room temperature (~298K) requiring no thermal activation cycles. Best results were seen on samples milled at 25 and 40 hours, with non-stoichiometric composition 56:44. Those samples absorbed and desorbed hydrogen at plateaus of 6.4 and 2.2bar (~0.6 and 0.2MPa), respectively. Maximum hydrogen storage capacity was 1.06 wt% (H:M~0,546) at 11bar (1.1MPa), with reversion of 1.085 wt% (H:M~0,559) at 1bar (0.1MPa). Higher hydrogen absorption and desorption kinetics were observed in those samples, as well, with flows of 1.23 (25h) and 2.86cm3/g.min. (40h). Such results were assigned to the compositional variation of TiFe phase and to the largest amount of free TiH2.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melina Correa Gabriel.pdf: 5915390 bytes, checksum: bae67fca28fd7999823fa6ec6ac98844 (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The intention of this exploratory research is to study the modifications provided by high-energy mechanical milling in ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and mixtures of this polymer with polyethylene glycol (PEG). These modifications can be of interest for future processing of UHMWPE. The mechanical milling was performed in an attritor mill, a type of mill that can be used in laboratory as well as in industry. The millings of UHMWPE were performed in different rotation speeds. For mixtures of UHMWPE and PEG, the amounts of PEG were also different. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD). The mechanical milling modified the UHMWPE particles morphology: with milling, the almost rounded shape became flat-like shape. This caused the reduction of apparent density of polymer after milling. The mechanical milling also provided structural changes. With the increasing of the rotation speed,there was the increasing of the monoclinic phase and the decreasing of the orthorhombic, up to 500 rpm. For 600 rpm, the amount of monoclinic phase decreased. In this rotation, the deformation rate probably increased the process temperature, allowing the monoclinic phase to return to its initial structural orthorhombic form. In mixtures of UHMWPE and PEG, after mechanical milling, the particles of PEG were probably reduced and better dispersed in the UHMWPE matrix. Changes in thermal characteristics of polymers also could be noted. The kinetics of UHMWPE crystal growth changed, as well as the behavior of PEG crystallization. Feasibly, dispersed particles of PEG acted as physical barriers against the crystalline phase growth of UHMWPE and the crystallization temperature of PEG decreased, when the UHMWPE and PEG mixtures were milled. / Este trabalho exploratório teve por objetivo estudar as modificações promovidas por moagem de alta energia no de polietileno de ultra-alta massa molar (PEUAMM) e sua mistura com polietileno glicol (PEG), que podem ser de interesse para auxiliar um posterior processamento do PEUAMM. As moagens foram realizadas em um moinho do tipo attritor, um tipo de moinho que pode ser usado tanto em laboratório quanto em escala industrial. Foram variadas as velocidades de rotação na moagem do PEUAMM, além das concentrações de PEG, quando feita a mistura. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração de raios X. A moagem de alta energia do material modificou a forma das partículas de PEUAMM, passando de arredondadas a flakes, com a evolução do processo de moagem, fazendo com que a densidade aparente do polímero diminuísse muito comparado ao polímero não moído. A moagem também proporcionou mudança estrutural, permitindo a formação de fase monoclínica em detrimento da ortorrômbica. A medida que se aumentou a rotação do moinho até 500 rpm, houve um crescimento da fase monoclínica. Apenas para 600 rpm, a quantidade dessa fase sofreu decréscimo, devido possivelmente ao aumento da frequência de choques e da temperatura de processamento, fazendo com que a estrutura monoclínica retornasse à estrutura ortorrômbica original. Na mistura de PEUAMM com PEG, a moagem provavelmente permitiu redução das partículas e a melhor dispersão de PEG na matriz de PEUAMM. Também se observaram mudanças nas características térmicas dos polímeros na mistura após moagem. Ocorreu mudança na cinética de crescimento dos cristais de PEUAMM e mudança no comportamento de cristalização do PEG, comportamento este que não ocorreu para o PEUAMM moído ou para a mistura de PEUAMM com PEG antes da moagem. Possivelmente, as partículas dispersas de PEG atuaram como barreiras ao crescimento da fase cristalina do PEUAMM e houve diminuição da temperatura de cristalização do PEG, na mistura com PEUAMM após moagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Biagini Mendes.pdf: 7206159 bytes, checksum: d493f2f21ec603c56bf971cd0445a8f6 (MD5) Previous issue date: 2010-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research was an exploratory study of the changes that high energy mechanical milling can induce in ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), using the mills Spex, Attritor and Planetary, and several times and reasons for grinding. The milling products were characterized using scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), differential scanning calorimeter (DSC), x-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence (XRF), and intrinsic viscosity for calculate the viscosity average molecular weight. For the analysis of micrographs observed the morphological change of particles with the grinding, the particles are initially rounded and the milling time increases the aspect ratio, acquire the form of flakes. Changing the shape in Spex mill occurs in less time, because it is a mill more energetic that Attritor and Planetary. By analysis of DSC was possible to observe the influence of high energy mechanical milling on melting and crystallization temperatures, and the percentage of crystalline phase of UHMWPE. Was used deconvolution of peaks in xray diffraction patterns for better identification of the peaks of monoclinic and orthorhombic crystalline structures. Observed the formation of monoclinic phase in the UHMWPE processed in high energy mills, to a greater percentage in the mill Attritor, possibly because it has a temperature control and avoiding a reversal of the monoclinic crystalline structure in orthorhombic crystalline structure. / Este trabalho foi realizado para um estudo exploratório das modificações que a moagem de alta energia pode provocar no polietileno de ultra alta massa molar (PEUAMM), utilizando os moinhos Spex, Attritor e Planetário, e variando tempo e poder de moagem. Os produtos de moagem foram caracterizados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica (MO), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios x (DRX), fluorescência de raios x (FRX), e medidas de viscosidade intrínseca para o cálculo da massa molar viscosimétrica média. Pelas análises das micrografias observou-se a mudança morfológica das partículas com a moagem, inicialmente as partículas são arredondadas e com o tempo de moagem aumentam a razão de aspecto, adquirem a forma de flakes. Para o moinho Spex a mudança da forma das partículas ocorre em menor tempo, por este ser um moinho mais energético que o Attritor e Planetário. Pela análise do DSC foi possível observar a influência da moagem de alta energia nas temperaturas de fusão e cristalização, e na porcentagem de fase cristalina do PEUAMM. Foi utilizada a deconvolução de picos nos difratogramas de raios x para melhor identificação dos picos das estruturas cristalinas ortorrômbica e monoclínica. Com a moagem de alta energia ocorreu a formação da estrutura cristalina metaestável monoclínica, em maior porcentagem no moinho Attritor, possivelmente por este possuir um controle de temperatura e evitando uma reversão da estrutura cristalina monoclínica em ortorrômbica.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Rogerio Ferreira Lima.pdf: 4210754 bytes, checksum: 82a7a7898a00633ad3aa474df848f207 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / This work aimed the study of the effect of transition metals (Ni, Fe, Co) on the spontaneous polarization of the ferroelectric oxides of tetragonal tungsten bronze (TTB)-type structure of potassium strontium niobate (KSr2Nb5O15) and of the KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d solid solutions. All systems investigated were prepared by mechanical mixture of oxide/carbonates by high-energy ball milling. The calcination temperature was performed to obtain nanoparticles and the nanostructured particles were evaluated. The evolution of mass loss, chemical bonds, crystalline structure and the electrical behavior were evaluated using the thermal analysis (thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimeter (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and impedance spectroscopy, respectively. From the impedance spectroscopy technique were studied the dielectric properties of the nanoparticles and the dielectric permittivity of the KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d systems was determined. The highest permittivity value was obtained for KSr2(FeNb4)O15-d. The determination of crystallographic parameters of nanopowders was performed using the Rietveld method. From the crystallographic parameters was simulated the crystalline structure and determined the spontaneous polarization for KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d systems based on the atomic displacement (Dz) of Nb (niobium) atom, in the z plane, from the central position of the [NbO6] octahedron. The variation of spontaneous polarization of the nanoparticles with the addition of transition metals in the KSr2Nb5O15 host structure confirmed the existence of ferroelectricity in the systems investigated. / O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de metais de transição (Ni, Fe, Co), sobre a polarização espontânea, dos óxidos ferroelétricos de estrutura tungstênio bronze (TB) de niobato de potássio e estrôncio (KSr2Nb5O15) e das soluções sólidas de KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d. Todos os sistemas investigados foram preparados por mistura de óxidos/carbonatos pelo do método de ativação mecânica por moagem de alta energia. A temperatura de calcinação necessária à obtenção de nanopartículas foi otimizada e as partículas nanoestruturadas foram avaliadas. A evolução dos parâmetros de perda de massa, ligações químicas, estrutura cristalina e o comportamento elétrico, foram avaliados utilizando as técnicas de análise térmicas (análise termogravimétrica (ATG) e calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia de absorção na região do infravermelho, difração de raios X e espectroscopia de impedância, respectivamente. A partir da técnica de espectroscopia de impedância foram estudadas as propriedades dielétricas das nanopartículas em suspensão, determinando a permissividade dielétrica dos sistemas KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d. O maior valor de permissividade foi obtido para o KSr2(FeNb4)O15-d. A determinação dos parâmetros cristalográficos dos nanopós foi realizada utilizando o método de Rietveld de refinamento e/ou ajuste de estrutura cristalina. A partir dos parâmetros cristalográficos foi simulada a estrutura cristalina e determinada a polarização espontânea para os sistemas KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d com base no deslocamento atômico (Dz) do átomo de Nb (nióbio), no plano z, da posição central do octaedro [NbO6]. A variação da polarização espontânea das nanopartículas, com a adição de metais de transição na estrutura hospedeira do KSr2Nb5O15, confirmou a existência de ferroeletricidade nos sistemas investigados.