Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02Bitstream added on 2014-06-13T19:37:59Z : No. of bitstreams: 1 maianeto_as_me_araiq.pdf: 907997 bytes, checksum: 246ee7468bbd3c17dd5762fc7651b5eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, foi feito um estudo da cinética de precipitação da fase rica em prata, na liga Cu-7%Al-4%Ag, em peso, utilizando-se o modelo cinético isotérmico de Johnson-Mehl-Avrami e os modelos cinéticos nãoisotérmicos de Kissinger e Ozawa. A reação de precipitação da fase rica em prata foi acompanhada por medidas de variação da microdureza da liga com a temperatura de têmpera e o tempo de envelhecimento, e também por medidas de dilatometria. As fases presentes nas diversas temperaturas e tempos considerados, foram identificadas e caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, análise por dispersão de energias de raios X e por difratometria de raios X. Os resultados obtidos indicaram que a formação dos precipitados ricos em prata corresponde a um processo controlado por difusão da prata nos contornos de grão da matriz, no intervalo de temperaturas de 400 a 600 oC. O cálculo da energia de ativação para a formação dos precipitados, utilizando-se a equação de Johnson-Mehl-Avrami, forneceu um valor bastante próximo daquele encontrado na literatura, confirmando que o processo é controlado pela difusão da prata. O valor da energia de ativação para o crescimento dos precipitados ricos em Ag, calculado a partir de um método que considera o inverso do tempo necessário para o precipitado atingir seu tamanho máximo como proporcional à taxa de crescimento, ficou próximo daquele obtido utilizando-se a equação de Johnson-Mehl-Avrami, indicando que esse método pode ser utilizado para o cálculo da energia de ativação do processo cinético. Os valores da energia de ativação associados ao processo de precipitação de Ag, obtidos por métodos não isotérmicos, ficaram razoavelmente próximos daqueles encontrados na literatura e os valores assim obtidos associados à solubilização de Ag foram maiores do que aqueles encontrados na literatura... / In this work, the Ag-rich phase precipitation kinetics in the Cu-7wt.%Al-4wt.%Ag alloy, was studied using the Johnson-Mehl-Avrami isothermal kinetic model and the Kissinger and Ozawa non-isothermal kinetic models. The Ag-rich phase precipitation reaction was followed by microhardness changes measurements with quenching temperature and with aging time, and also by dilatometric measurements. The identification and characterization of the phases present at the considered temperatures and times were made by optical and scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray analysis and X-ray diffractometry. The results showed that the Ag-rich precipitates formation corresponds to a diffusion controlled process at the matrix grain boundaries, in the temperatures range from 400 to 600 oC. The activation energy value for the precipitates formation, calculated using the Johnson-Mehl-Avrami equation, is close to that found in the literature, thus confirming that the process is diffusion controlled. The activation energy value for the growing of Ag-rich precipitates, obtained considering that the inverse of the time to reach the precipitates maximum size is proportional to the growing rate, is close to that found using the Johnson-Mehl-Avrami equation, indicating that this method is useful to evaluate the activation energy for the kinetic process. The activation energy values obtained by non-isothermal methods and associated to the precipitation process were very close to those found in the literature, and the values associated to Ag dissolution were greater than those reported in the literature. This discrepancy may be associated to the presence of Al, and the Al-Ag interaction may be disturbing the diffusion process.

Moldagem por injeção é um dos mais importantes processos industriais para produção de produtos plásticos finos. Esse processo é dividido essencialmente em quatro estágios: plastificação, preenchimento, empacotamento e resfriamento. O escoamento de um fluido caracterizado por alta viscosidade em uma cavidade estreita é um problema tipicamente encontrado em processos de moldagem por injeção.Neste caso, o escoamento pode ser descrito por uma formulação conhecida como aproximação de Hele-Shaw. Tal formulação pode ser derivada das equações de conservação tridimensionais usando um número de suposições a respeito do polímero injetado e da geometria da cavidade do molde, juntamente com a integração e o acoplamento das equações da conservação da quantidade de movimento e da continuidade. Essa formulação, referindo às limitações da geometria do molde como sendo canais estreitos e quase sem curvatura, é comumente denominada formulação 2 1/2D. Neste trabalho, é apresentada uma técnica para a simulação da fase de preenchimento de um processo de moldagem por injeção, usando essa formulação 2 1/2D, com um método de volumes finitos e malhas não estruturadas. O modelo de Cross modificado com dependência da temperatura de Arrhenius é empregado para descrever a viscosidade do polímero fundido. O campo de distribuição de temperatura é tridimensional e é resolvido usando um esquema semi-Lagrangeano baseado em volumes finitos. As malhas não estruturadas utilizadas são geradas por triangulação de Delaunay e o método numérico implementado usa a estrutura de dados topológica SHE - Singular Handle Edge, que é capaz de lidar com condições de contorno e singularidades, aspectos comumente encontrados em simulações numéricas de escoamento de fluidos. / Injection molding is one of the most important industrial processes for the manufacturing of thin plastic products. This process can be divided into four stages: plastic melting, filling, packing and cooling phases. The flow of a fluid characterized by high viscosity in a narrow gap is a problem typically found in injection molding processes. In this case, the flow can be described by a formulation known as Hele-Shaw approach. Such formulation can be btained from the three-dimensional conservation equation using a number of assumptions regarding the injected polymer and the geometry of the mold, together with the integration and the coupling of the momentum and continuity equations. This approach, referring to limitations of the mould geometry to narrow, weakly curved channels, is usually called 2 1/2D approach. In this work a technique for the simulation of the filling stage of the injection molding process, using this 2 1/2D approach, with a finite volume method and unstructured meshes, is presented. The modified-Cross model with Arrhenius temperature dependence is employed to describe the viscosity of the melt. The temperature field is 3D and it is solved using a semi-Lagrangian scheme based on the finite volume method. The employed unstructured meshes are generated by Delaunay triangulation and the implemented numerical method uses the topological data structure SHE - Singular Handle Edge, capable to deal with boundary conditions and singularities, aspects commonly found in numerical simulation of fluid flow.

Moldagem por injeção é um dos mais importantes processos industriais para produção de produtos plásticos finos. Esse processo é dividido essencialmente em quatro estágios: plastificação, preenchimento, empacotamento e resfriamento. O escoamento de um fluido caracterizado por alta viscosidade em uma cavidade estreita é um problema tipicamente encontrado em processos de moldagem por injeção.Neste caso, o escoamento pode ser descrito por uma formulação conhecida como aproximação de Hele-Shaw. Tal formulação pode ser derivada das equações de conservação tridimensionais usando um número de suposições a respeito do polímero injetado e da geometria da cavidade do molde, juntamente com a integração e o acoplamento das equações da conservação da quantidade de movimento e da continuidade. Essa formulação, referindo às limitações da geometria do molde como sendo canais estreitos e quase sem curvatura, é comumente denominada formulação 2 1/2D. Neste trabalho, é apresentada uma técnica para a simulação da fase de preenchimento de um processo de moldagem por injeção, usando essa formulação 2 1/2D, com um método de volumes finitos e malhas não estruturadas. O modelo de Cross modificado com dependência da temperatura de Arrhenius é empregado para descrever a viscosidade do polímero fundido. O campo de distribuição de temperatura é tridimensional e é resolvido usando um esquema semi-Lagrangeano baseado em volumes finitos. As malhas não estruturadas utilizadas são geradas por triangulação de Delaunay e o método numérico implementado usa a estrutura de dados topológica SHE - Singular Handle Edge, que é capaz de lidar com condições de contorno e singularidades, aspectos comumente encontrados em simulações numéricas de escoamento de fluidos. / Injection molding is one of the most important industrial processes for the manufacturing of thin plastic products. This process can be divided into four stages: plastic melting, filling, packing and cooling phases. The flow of a fluid characterized by high viscosity in a narrow gap is a problem typically found in injection molding processes. In this case, the flow can be described by a formulation known as Hele-Shaw approach. Such formulation can be btained from the three-dimensional conservation equation using a number of assumptions regarding the injected polymer and the geometry of the mold, together with the integration and the coupling of the momentum and continuity equations. This approach, referring to limitations of the mould geometry to narrow, weakly curved channels, is usually called 2 1/2D approach. In this work a technique for the simulation of the filling stage of the injection molding process, using this 2 1/2D approach, with a finite volume method and unstructured meshes, is presented. The modified-Cross model with Arrhenius temperature dependence is employed to describe the viscosity of the melt. The temperature field is 3D and it is solved using a semi-Lagrangian scheme based on the finite volume method. The employed unstructured meshes are generated by Delaunay triangulation and the implemented numerical method uses the topological data structure SHE - Singular Handle Edge, capable to deal with boundary conditions and singularities, aspects commonly found in numerical simulation of fluid flow.

Orientador: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Resumo: Neste trabalho, foi feito um estudo da cinética de precipitação da fase rica em prata, na liga Cu-7%Al-4%Ag, em peso, utilizando-se o modelo cinético isotérmico de Johnson-Mehl-Avrami e os modelos cinéticos nãoisotérmicos de Kissinger e Ozawa. A reação de precipitação da fase rica em prata foi acompanhada por medidas de variação da microdureza da liga com a temperatura de têmpera e o tempo de envelhecimento, e também por medidas de dilatometria. As fases presentes nas diversas temperaturas e tempos considerados, foram identificadas e caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, análise por dispersão de energias de raios X e por difratometria de raios X. Os resultados obtidos indicaram que a formação dos precipitados ricos em prata corresponde a um processo controlado por difusão da prata nos contornos de grão da matriz, no intervalo de temperaturas de 400 a 600 oC. O cálculo da energia de ativação para a formação dos precipitados, utilizando-se a equação de Johnson-Mehl-Avrami, forneceu um valor bastante próximo daquele encontrado na literatura, confirmando que o processo é controlado pela difusão da prata. O valor da energia de ativação para o crescimento dos precipitados ricos em Ag, calculado a partir de um método que considera o inverso do tempo necessário para o precipitado atingir seu tamanho máximo como proporcional à taxa de crescimento, ficou próximo daquele obtido utilizando-se a equação de Johnson-Mehl-Avrami, indicando que esse método pode ser utilizado para o cálculo da energia de ativação do processo cinético. Os valores da energia de ativação associados ao processo de precipitação de Ag, obtidos por métodos não isotérmicos, ficaram razoavelmente próximos daqueles encontrados na literatura e os valores assim obtidos associados à solubilização de Ag foram maiores do que aqueles encontrados na literatura...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, the Ag-rich phase precipitation kinetics in the Cu-7wt.%Al-4wt.%Ag alloy, was studied using the Johnson-Mehl-Avrami isothermal kinetic model and the Kissinger and Ozawa non-isothermal kinetic models. The Ag-rich phase precipitation reaction was followed by microhardness changes measurements with quenching temperature and with aging time, and also by dilatometric measurements. The identification and characterization of the phases present at the considered temperatures and times were made by optical and scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray analysis and X-ray diffractometry. The results showed that the Ag-rich precipitates formation corresponds to a diffusion controlled process at the matrix grain boundaries, in the temperatures range from 400 to 600 oC. The activation energy value for the precipitates formation, calculated using the Johnson-Mehl-Avrami equation, is close to that found in the literature, thus confirming that the process is diffusion controlled. The activation energy value for the growing of Ag-rich precipitates, obtained considering that the inverse of the time to reach the precipitates maximum size is proportional to the growing rate, is close to that found using the Johnson-Mehl-Avrami equation, indicating that this method is useful to evaluate the activation energy for the kinetic process. The activation energy values obtained by non-isothermal methods and associated to the precipitation process were very close to those found in the literature, and the values associated to Ag dissolution were greater than those reported in the literature. This discrepancy may be associated to the presence of Al, and the Al-Ag interaction may be disturbing the diffusion process. / Mestre

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T17:11:57Z No. of bitstreams: 1 MORGANA DE VASCONCELLOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 6485490 bytes, checksum: ac573f517948e0ae4fa9b0adcf3f0f41 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T17:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MORGANA DE VASCONCELLOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 6485490 bytes, checksum: ac573f517948e0ae4fa9b0adcf3f0f41 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / CNPq / Capes / Diante do número de acidentes com dutos na indústria petrolífera, diversas pesquisas vêm buscando o aperfeiçoamento das tecnologias de detecção de vazamento, fazendo-se necessário o conhecimento do comportamento do(s) fluido(s) no interior da tubulação. O trabalho tem como objetivo geral o estudo termofluidodinâmico do escoamento água-óleo em uma conexão tê na presença de vazamento. Para isto, foi construído um domínio tridimensional e foi simulado o escoamento não isotérmico de água testando-se os modelos de turbulência k-Ɛ padrão, SST e RNG k-Ɛ e utilizando as equações da conservação de massa, momento e energia. Foram simulados os escoamentos bifásicos de água-óleo em uma conexão tê com vazamento, variando-se a fração volumétrica de óleo e as temperaturas das misturas nas seções de entrada. Comparando os perfis de velocidade e temperatura com dados experimentais observou-se que o modelo k-Ɛ padrão representou satisfatoriamente o comportamento do escoamento. Notou-se que quanto menor a fração volumétrica de óleo no escoamento, maior a pressão a montante do vazamento e que a região de encontro entre o duto principal e o duto secundário apresentou os maiores gradientes de pressão. / From the large number of accidents involving pipelines in the oil industry, many researcher have the objective of improving the tecnologies of leak detection, where the knowledge of the behavior (s) fluid (s) inside the pipe is necessary. The work aims to describe the thermofluid dynamics study of oil-water flow in a pipe with tee junction and with the presence of leakage. For this, a three-dimensional domain was built and it was simulated the nonisothermal flow of water by testing models of turbulence k-Ɛ standard, SST e RNG k-Ɛ, using the equations of conservation of mass, momentum and energy. Comparing the profiles of velocity and temperature with experimental data, it were observed that the k-Ɛ standard model well represented the flow pattern behavior satisfactorily. The water-oil two-phase flow in a tee junction with leakage was simulated, varying the volume fraction of oil mixtures and temperatures of the input sections. It was noted that the smaller the volume fraction of oil in the flow, the greater the pressure upstream of the leak and the region where the main duct is linked to the secondary duct showed higher pressure gradients.

No presente trabalho, foram processados compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com hidroxiapatita deficiente de cálcio (HA), com o objetivo de obter materiais com melhores propriedades mecânicas e bioatividade. A adição da HA deficiente de cálcio proporcionou um aumento no módulo de elasticidade (maior rigidez), menor resistência ao impacto e decréscimo do grau de cristalinidade do PEAD, proporcionando uma maior bioatividade ao material. A análise térmica exploratória (sistema não isotérmico) foi realizada por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e foram avaliados os teores de fosfato de cálcio e a velocidade de rotação da rosca no processamento dos materiais. No estudo da cristalização não-isotérmica observou-se uma diminuição da temperatura de cristalização com o aumento da taxa de resfriamento para todos os materiais sintetizados. A energia de ativação (Ea) da cristalização dos materiais foi avaliada por meio dos métodos Kissinger e Ozawa. A amostra com 5% de HA deficiente de cálcio e velocidade de processamento de 200 rpm foi a que apresentou menor valor de energia de ativação, 262 kJ/mol, menor desvio da linearidade e a que mais se assemelhou à matriz de PEAD sem HA. O teor de hidroxiapatita deficiente de cálcio não favorece o processo de cristalização devido à alta energia de ativação determinada pelos métodos descritos. Provavelmente, a velocidade de rotação, favorece a dispersão da carga na matriz de PEAD, dificultando o processo de cristalização. Na aplicação do método de Osawa-Avrami, os coeficientes de correlação indicaram perda na correlação linear. Estas perdas podem estar associadas a uma pequena percentagem de cristalização secundária e/ou à escolha das temperaturas utilizadas para determinar a velocidade de cristalização. Na determinação dos parâmetros pelo método de Mo, as menores percentagens de cristalização apresentaram um grande desvio da linearidade, com coeficiente de correlação bem menor que 1 e com o aumento da percentagem de cristalização, o desvio da linearidade diminui, ficando próximo de 1. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de Mo e de Osawa-Avrami não foram capazes de definir o comportamento cinético dos materiais produzidos neste trabalho. / In this work, composites of high density polyethylene HDPE with calciumdeficient hydroxyapatite were synthesized in order to obtain materials with good mechanical properties and bioactivity. The addition of calcium-deficient hydroxyapatite resulted in an increase in elastic modulus (high rigidity), lower impact resistance and lower HDPE crystallinity degree, promoting, in these materials, a higher bioactivity. Scanning thermal analysis (non-isothermal system) was carried out by differential scanning calorimetry (DSC), and it was evaluated the calcium phosphate content added and the screw speed in the processing. In non-isothermal crystallization studies it was observed a decrease in crystallization temperature as the cooling rate was increased for all produced materials. The activation energy of crystallization was evaluated by Kissinger and Ozawa methods. The sample with 5 wt.% of calcium-deficient hydroxyapatite and processed at 200 rpm screw speed showed the lower value of activation energy (262 kJ/mol) and the lower deviation from linearity. Calcium-deficient hydroxyapatite does not promote the crystallization process due to the high activation energy determined by the described methods. Probably the screw speed promotes the dispersion of the filler in the HDPE matrix and hinders the crystallization process. Correlation coefficients in Osawa-Avrami method indicated loss in the linear correlation. These losses might be associated with a small percentage of secundary crystallization and/or the temperatures chosen to determine the crystallization rate. The parameters obteined from Mo method, the lower percentages of crystallization showed a great deviation from linearity, with correlation coefficient much smaller than 1, when increasing the percentage of crystallization, the deviation from linearity decreases, getting closer to 1.The results of Mo and Osawa-Avrami models were not able to set the kinetic behavior of the materials produced in this study.

No presente trabalho, foram processados compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com hidroxiapatita deficiente de cálcio (HA), com o objetivo de obter materiais com melhores propriedades mecânicas e bioatividade. A adição da HA deficiente de cálcio proporcionou um aumento no módulo de elasticidade (maior rigidez), menor resistência ao impacto e decréscimo do grau de cristalinidade do PEAD, proporcionando uma maior bioatividade ao material. A análise térmica exploratória (sistema não isotérmico) foi realizada por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e foram avaliados os teores de fosfato de cálcio e a velocidade de rotação da rosca no processamento dos materiais. No estudo da cristalização não-isotérmica observou-se uma diminuição da temperatura de cristalização com o aumento da taxa de resfriamento para todos os materiais sintetizados. A energia de ativação (Ea) da cristalização dos materiais foi avaliada por meio dos métodos Kissinger e Ozawa. A amostra com 5% de HA deficiente de cálcio e velocidade de processamento de 200 rpm foi a que apresentou menor valor de energia de ativação, 262 kJ/mol, menor desvio da linearidade e a que mais se assemelhou à matriz de PEAD sem HA. O teor de hidroxiapatita deficiente de cálcio não favorece o processo de cristalização devido à alta energia de ativação determinada pelos métodos descritos. Provavelmente, a velocidade de rotação, favorece a dispersão da carga na matriz de PEAD, dificultando o processo de cristalização. Na aplicação do método de Osawa-Avrami, os coeficientes de correlação indicaram perda na correlação linear. Estas perdas podem estar associadas a uma pequena percentagem de cristalização secundária e/ou à escolha das temperaturas utilizadas para determinar a velocidade de cristalização. Na determinação dos parâmetros pelo método de Mo, as menores percentagens de cristalização apresentaram um grande desvio da linearidade, com coeficiente de correlação bem menor que 1 e com o aumento da percentagem de cristalização, o desvio da linearidade diminui, ficando próximo de 1. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de Mo e de Osawa-Avrami não foram capazes de definir o comportamento cinético dos materiais produzidos neste trabalho. / In this work, composites of high density polyethylene HDPE with calciumdeficient hydroxyapatite were synthesized in order to obtain materials with good mechanical properties and bioactivity. The addition of calcium-deficient hydroxyapatite resulted in an increase in elastic modulus (high rigidity), lower impact resistance and lower HDPE crystallinity degree, promoting, in these materials, a higher bioactivity. Scanning thermal analysis (non-isothermal system) was carried out by differential scanning calorimetry (DSC), and it was evaluated the calcium phosphate content added and the screw speed in the processing. In non-isothermal crystallization studies it was observed a decrease in crystallization temperature as the cooling rate was increased for all produced materials. The activation energy of crystallization was evaluated by Kissinger and Ozawa methods. The sample with 5 wt.% of calcium-deficient hydroxyapatite and processed at 200 rpm screw speed showed the lower value of activation energy (262 kJ/mol) and the lower deviation from linearity. Calcium-deficient hydroxyapatite does not promote the crystallization process due to the high activation energy determined by the described methods. Probably the screw speed promotes the dispersion of the filler in the HDPE matrix and hinders the crystallization process. Correlation coefficients in Osawa-Avrami method indicated loss in the linear correlation. These losses might be associated with a small percentage of secundary crystallization and/or the temperatures chosen to determine the crystallization rate. The parameters obteined from Mo method, the lower percentages of crystallization showed a great deviation from linearity, with correlation coefficient much smaller than 1, when increasing the percentage of crystallization, the deviation from linearity decreases, getting closer to 1.The results of Mo and Osawa-Avrami models were not able to set the kinetic behavior of the materials produced in this study.