O álcool produzido no Brasil por meio da cana-de-açúcar é um combustível alternativo que obteve seu espaço no mercado mundial junto com o interesse dos países industrializados em contribuir para a diminuição da poluição no planeta. Para o processo de produção do álcool, há várias etapas e, uma delas é a extração do caldo da cana-de-açúcar realizada, em sua grande maioria, por equipamentos denominados \"ternos de moenda\". Conhecer o comportamento destes equipamentos sob os esforços atuantes em sua estrutura é de suma importância para a realização de novos projetos destes e uma otimização dos já existentes. Para o conhecimento de tais tensões, tecnologias na área da engenharia auxiliada por computador (CAE) trazem programas de computador (softwares) capazes de cumprir tal finalidade. Muitos destes softwares são responsáveis por uma otimização no processo de concepção de um produto, pois os mesmos são capazes de detectar falhas em projetos com extrema facilidade, coisa que seria muito difícil por cálculos realizados manualmente. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar as tensões atuantes num castelo de moenda 53\"x90\", peça de maior expressão no conjunto do terno de moenda de mesma bitola, para auxílio em futuros projetos e otimização dos já existentes. Para o conhecimento das tensões atuantes no castelo e utilização do Cosmosworks, software de elementos finitos que apresenta resultados com grande precisão, será utilizado. Depois de analisadas, as tensões atuantes no castelo foram apresentadas com ênfase aos pontos de maior concentração de tensão. A verificação de coeficientes de segurança elevados nas mais diversas regiões do castelo também foi explorada. Com base nos resultados apresentados pôde-se otimizar o castelo de moenda reduzindo seu peso próprio em 15%, que corresponde aproximadamente a 3.000 Kg. O conhecimento das tensões atuantes em componentes para o setor sucroalcooleiro oferece condições de se projetar novos equipamentos otimizados para um mercado cada vez mais globalizado e conseqüentemente mais competitivo. / The alcohol produced in Brazil through the sugar cane is an alternative fuel that acquire her space on the world market with the interest of industrialized countries to contribute to reducing the planet pollution. In the process of ethanol production, there are several steps and one is the extraction of juice from sugar cane held, in majority, of the equipment called \"milling housing\". Knowing the behavior of this equipment efforts engaged in its structure is of paramount importance for the realization of these new projects and an optimization of existing ones. To the knowledge of these stress, technologies in the field of computer-aided engineering (CAE) bring computer programs (software) capable of fulfilling this purpose. Many software are responsible for an optimization in the process of product design, due to the fact that they are capable of detecting projects flaws with great ease, when something would be very difficult handling calculation. The objective of this work is to study the stresses working in the milling housing, the greatest expression throughout the suit of milling, to help in future projects and optimization of existing ones. To the knowledge of the stress working in the housing Cosmoworks, software for finite element that gives results with great accuracy, had been used. After the analysis, stresses working in the housing were presented with emphasis on the points of greatest stress concentration. The proof of factor of safety in the most diverse regions of the housing had been also explored. Based on the results presented, it is possible to optimize the milling housing reducing its own weight by 15% which is approximately 3,000 Kg. Knowledge of stresses in active components for the sector offers conditions to design new equipment optimized for an increasingly globalised market and thereafter more competitive.

O álcool produzido no Brasil por meio da cana-de-açúcar é um combustível alternativo que obteve seu espaço no mercado mundial junto com o interesse dos países industrializados em contribuir para a diminuição da poluição no planeta. Para o processo de produção do álcool, há várias etapas e, uma delas é a extração do caldo da cana-de-açúcar realizada, em sua grande maioria, por equipamentos denominados \"ternos de moenda\". Conhecer o comportamento destes equipamentos sob os esforços atuantes em sua estrutura é de suma importância para a realização de novos projetos destes e uma otimização dos já existentes. Para o conhecimento de tais tensões, tecnologias na área da engenharia auxiliada por computador (CAE) trazem programas de computador (softwares) capazes de cumprir tal finalidade. Muitos destes softwares são responsáveis por uma otimização no processo de concepção de um produto, pois os mesmos são capazes de detectar falhas em projetos com extrema facilidade, coisa que seria muito difícil por cálculos realizados manualmente. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar as tensões atuantes num castelo de moenda 53\"x90\", peça de maior expressão no conjunto do terno de moenda de mesma bitola, para auxílio em futuros projetos e otimização dos já existentes. Para o conhecimento das tensões atuantes no castelo e utilização do Cosmosworks, software de elementos finitos que apresenta resultados com grande precisão, será utilizado. Depois de analisadas, as tensões atuantes no castelo foram apresentadas com ênfase aos pontos de maior concentração de tensão. A verificação de coeficientes de segurança elevados nas mais diversas regiões do castelo também foi explorada. Com base nos resultados apresentados pôde-se otimizar o castelo de moenda reduzindo seu peso próprio em 15%, que corresponde aproximadamente a 3.000 Kg. O conhecimento das tensões atuantes em componentes para o setor sucroalcooleiro oferece condições de se projetar novos equipamentos otimizados para um mercado cada vez mais globalizado e conseqüentemente mais competitivo. / The alcohol produced in Brazil through the sugar cane is an alternative fuel that acquire her space on the world market with the interest of industrialized countries to contribute to reducing the planet pollution. In the process of ethanol production, there are several steps and one is the extraction of juice from sugar cane held, in majority, of the equipment called \"milling housing\". Knowing the behavior of this equipment efforts engaged in its structure is of paramount importance for the realization of these new projects and an optimization of existing ones. To the knowledge of these stress, technologies in the field of computer-aided engineering (CAE) bring computer programs (software) capable of fulfilling this purpose. Many software are responsible for an optimization in the process of product design, due to the fact that they are capable of detecting projects flaws with great ease, when something would be very difficult handling calculation. The objective of this work is to study the stresses working in the milling housing, the greatest expression throughout the suit of milling, to help in future projects and optimization of existing ones. To the knowledge of the stress working in the housing Cosmoworks, software for finite element that gives results with great accuracy, had been used. After the analysis, stresses working in the housing were presented with emphasis on the points of greatest stress concentration. The proof of factor of safety in the most diverse regions of the housing had been also explored. Based on the results presented, it is possible to optimize the milling housing reducing its own weight by 15% which is approximately 3,000 Kg. Knowledge of stresses in active components for the sector offers conditions to design new equipment optimized for an increasingly globalised market and thereafter more competitive.

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.

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.

Tese de mestrado. Design Industrial. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-13Bitstream added on 2014-06-13T20:10:51Z : No. of bitstreams: 1 cavallini_cm_me_sjrp.pdf: 4195835 bytes, checksum: 94483cf0b51a51d605b1bba06617af3f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O tratamento ácido-alcoólico tem sido proposto para modificar a estrutura do grânulo de amido e obter a máxima conversão de amido nativo em amido solúvel. Este amido modificado torna-se frágil quando submetido à moagem em moinho de bola produzindo pequenos cristais que podem ser usados como substitutos de gordura. Neste trabalho, características físico-químicas, estruturais e morfológicas de amidos tratados com ácido-etanol (0,36% HCl em etanol anidro por 1 e 12 h a 30, 40 e 50oC) submetidos ou não a moagem em moinho de bola por 1 h foram analisados e comparados. A recuperação dos amidos foi alta atingindo em média 98%, independente do tempo e temperatura de tratamento. A solubilidade aumentou com o aumento da temperatura e tempo de tratamento e os amidos tratados a 40oC/12h e 50oC/12h tornaram-se totalmente solúveis a 95oC. O tamanho médio dos grânulos de amido de mandioca reduziu com o aumento do tempo e da temperatura de modificação, passando de 25,2 mm para 20,0 mm após 12 h de tratamento a 50oC. A moagem reduziu o tamanho médio dos grânulos de amido nativo e daqueles submetidos a tratamentos ácido-alcoólicos mais brandos (1 h a 30 ou 40oC), enquanto o tamanho médio dos grânulos tratados por 12 h, independente da temperatura, permaneceu inalterado. Os grânulos de amido de mandioca, observados em microscópio eletrônico de varredura, apresentaram forma arredondada e após tratamento com ácido-álcool a 50oC por 12h antes e após moagem, mostraram superfície áspera e rugosa sugerindo erosão com conseqüente solubilização das camadas mais externas dos grânulos. Alguns grânulos mostraramse disformes sugerindo gelatinização parcial que foi mais intensa após moagem. O índice de cristalinidade relativa (IC) dos amidos, determinados por difração de raios- X, aumentou quanto maior o tempo e temperatura de tratamento, enquanto o teor de amilose... / Acid-alcohol treatment has been proposed to modify starch granule structure and obtain maximum conversion of raw starch into soluble starch. Acid-alcohol starch becomes fragile when submitted to the milling in ball mill producing small crystals, which can be used as fat substitute. In this work, physicochemical, structural and morphological characteristics of acid-ethanol cassava starch (0,36% HCl in anhydrous ethanol during 1 and 12 h at 30, 40 e 50oC) followed by milling in ball milling for 1 h were analyzed and compared. The recovery of the modified starches was high reaching 98% independent of time and temperature. The solubility increased with increasing of the treatment temperature and time, and after 1 h at 50ºC the modified starch became totally soluble to 95ºC. The average size of the cassava starch granules decreased with increasing of the treatment time and temperature from 25.2 µm to 20.0 µm after 12 hours of treatment at 50ºC. The milling decreased the average size of the native starch granules and those submitted to milder treatments (1 h at 30 or 40oC), while the average size of the starch granules treated for 12 h, independent of temperature, kept unchanged. From scanning electron microscopy, the native cassava starch granules presented round shape and smooth surface. After acid-ethanol treatment at 50oC for 1h, before and after milling, the granules displayed rough and exfoliated surfaces suggesting erosion with solubilization of the outer layer of the granules. Some granules treated at 50oC during 12 h showed deformed surfaces suggesting partial gelatinization of the starch that was more intense after milling. Relative crystalline index (CI) of the starches, determined from X-ray diffraction, increased with increasing of the treatment time and temperature, while the amylose content, intrinsic viscosity and pasting viscosities decreased... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseFSJ_DISSERT_2008.pdf: 20908474 bytes, checksum: 6066ac5af7bd753501dc151675ed9175 (MD5) Previous issue date: 2008-03-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Ta-Cu bulk composites combine high mechanical resistance of the Ta with high electrical and thermal conductivity of the Cu. These are important characteristics to electrical contacts, microwave absorber and heat skinks. However, the low wettability of Ta under Cu liquid and insolubility mutual these elements come hard sintering this composite. High-energy milling (HEM) produces composite powders with high homogeneity and refines the grain size. This work focus to study Ta-20wt%Cu composite powders prepared by mechanical mixture and HEM with two different conditions of milling in a planetary ball mill and then their sintering using hydrogen plasma furnace and a resistive vacuum furnace. After milling, the powders were pressed in a steel dye at a pressure of 200 MPa. The cylindrical samples pressed were sintered by resistive vacuum furnace at 10-4torr with a sintering temperature at 1100?C / 60 minutes and with heat rate at 10?C/min and were sintered by plasma furnace with sintering temperatures at 550, 660 and 800?C without isotherm under hydrogen atmosphere with heat rate at 80?C/min. The characterizations of the powders produced were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD) and laser granulometry. After the sintering the samples were analyzed by SEM, XRD and density and mass loss tests. The results had shown that to high intense milling condition produced composite particles with shorter milling time and amorphization of both phases after 50 hours of milling. The composite particles can produce denser structure than mixed powders, if heated above the Cu melting point. After the Cu to arrive in the melting point, liquid copper leaves the composite particles and fills the pores / O comp?sito Ta-Cu alia a alta resist?ncia mec?nica do Ta com a alta condutividade t?rmica e el?trica do Cu. Estas s?o caracter?sticas importantes para contatos el?tricos, absorvedores de microondas ou dissipadores de calor. Todavia, a baixa molhabilidade do Cu l?quido no Ta s?lido e a m?tua insolubilidade desses elementos tornam dif?cil a densifica??o deste material. A moagem de alta energia (MAE) produz p?s comp?sitos com alta homogeneidade e refina o tamanho de gr?o. Este trabalho faz um estudo sobre p?s comp?sitos Ta-20%Cu preparados por mistura mec?nica e moagem de alta energia com duas condi??es distintas de moagem em um moinho do tipo planet?rio e sua posterior sinteriza??o em um forno a plasma de hidrog?nio e em um forno resistivo sob v?cuo. Amostras cil?ndricas foram obtidas usando uma press?o de 200 MPa. Elas foram sinterizadas em forno resistivo a 1100?C por 60 minutos sob um v?cuo de 10-4torr com uma taxa de aquecimento de 10?C/min e em um forno a plasma de H2 a 550, 660 e 800?C sem tempo de isoterma de sinteriza??o com uma taxa de aquecimento de 80?C/min. Para caracteriza??o dos p?s produzidos foram realizadas microscopia eletr?nica de varredura (MEV), difra??es de raios x (DRX) e granulometria a laser. Ap?s a sinteriza??o as amostras foram analisadas atrav?s de MEV, DRX, densidade e perda m?ssica. Os resultados mostram que para condi??o de moagem mais intensa part?culas comp?sitas s?o produzidas com poucas horas de moagem e h? uma amorfiza??o do t?ntalo e do cobre ap?s 50 horas de moagem. A MAE produz part?culas comp?sitas com uma densidade estrutural maior do que os p?s misturados, se as amostras forem aquecidas acima do ponto de fus?o do cobre. Ap?s o cobre atingir o ponto de fus?o, o cobre l?quido deixa as part?culas comp?sitas e preenche os poros

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

Energia é um insumo estratégico na mineração, pois é fundamental na viabilidade das operações mineiras e importante na manutenção de custos operacionais baixos e competitivos. Por esse motivo, toda iniciativa que visa a busca por eficiência no consumo de energia é importante para a competitividade das mineradoras. Vários insumos energéticos são utilizados nas operações unitárias de mineração. Os exemplos mais comuns são diesel, eletricidade, gás natural, carvão e explosivos. O objetivo desse trabalho é estudar, do ponto de vista energético, as atividades realizadas no processo de desmonte de rochas, em um complexo minerador de minério de ferro, visando a melhor utilização da energia no desmonte de rocha para aperfeiçoar as operações unitárias subsequentes de processamento de minérios. Um foco maior foi dado à economia de energia nas moagens de bolas da planta de beneficiamento e concentração, provocada pelas modificações e melhorias realizadas no desmonte de rocha. A metodologia consistiu na análise de diversos desmontes de rocha variando a razão de carga de explosivos no complexo minerador alvo desse trabalho. Os produtos desses desmontes foram acompanhados até a sua entrada na planta de beneficiamento. Durante o processamento desses materiais nas moagens da planta, foram coletadas e analisadas as grandezas elétricas resultantes e comparadas com uma linha de base gerada antes do início do trabalho. Os dados foram analisados com o objetivo de visualizar a influência do aumento da razão de carga na performance energética da operação de moagem. Em paralelo, também, foram analisadas as situações operacionais e dificuldades existentes nas medições de campo e nos acompanhamentos de consumos energéticos dos processos unitários, assim como a infraestrutura necessária para que uma variável tão importante como energia elétrica possa ser monitorada de forma adequada. Por fim, foi abordada a importância, a metodologia e os resultados da redução de emissões de CO2 provenientes da economia de energia de todo o trabalho realizado em campo. Os resultados apresentados mostram que mesmo com um aumento significativo da alimentação de material compacto (maior WI) nas moagens, o consumo energético total dessa operação unitária não aumentou. Isso gerou uma potencial economia específica de energia e a consequente redução de emissões de CO2 na atmosfera, além de viabilizar o processamento de material mais compacto nas mesmas linhas de processo. Esse comportamento sugere que uma melhor energia gasta no desmonte de rocha pode impactar positivamente na produtividade e nos custos de produção do minério ao longo de sua cadeia produtiva. / Energy is a mining strategic source, critical in mining operations feasibility and important to maintain low operational costs in a competitive level. For this reason, any initiative aimed at searching for energy efficiency is important for mining companies’ competitiveness. Mining operations need several energy sources. Most common examples are diesel, electricity, natural gas, coal and explosives. This text aims to address, from an energy perspective, a study carried out in an iron ore mining complex, which had as main objective to reach a better rock blasting energy utilization to improve subsequent mining operations. A greater focus was given to energy savings in ball mills operations of a beneficiation and concentration plant, impacted by modifications and improvements made in rock blasting. Methodology consisted in monitoring several rock blasting, carried out in this mining complex, varying explosive charge ratio. Products of those rock blasting were monitored until they entered the processing plant. During ore processing in plant´s ball mills, electrical variables were collected and analyzed, comparing to a baseline generated before the beginning of this research. All data were analyzed to show influence of explosive charge ratio increase on energy performance of the milling operation. In parallel, operational issues and difficulties in field measurements of energy consumptions were described, as well as the necessary infrastructure that allows the variable electricity to be adequately monitored. Besides, the methodology and results of CO2 emissions reduction from energy savings of all fieldwork were discussed. The research data shows that even with a significant increase in compact feed (higher Work Index), total energy consumption of mill operation did not increase. This scenario generate a potential specific energy savings and consequent reduction in CO2 emissions in the atmosphere. In addition, enables more compact material to be processed in the same process lines. This behavior suggests that a better energy spent on rock blasting can positively affect productivity and ore production costs along its production chain.