Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289221.pdf: 4811986 bytes, checksum: b1f60ec807fcc91ac85e88bb7fcd237a (MD5) / Devido à sensibilidade das técnicas de tratamento superficial quanto à presença de contaminação, o emprego de um tratamento efetivo de limpeza, como o processo a plasma, tem papel fundamental no desempenho do produto final. Estudos que possibilitam identificar os mecanismos reacionais das espécies presentes em plasma com o contaminante permitem o aperfeiçoamento desta técnica. Neste trabalho foi estudada a interação de ácido esteárico (AE), com fórmula molecular C18H36O2, com as espécies presentes em plasma de Ar e Ar-O2. Foram realizados ensaios em pós-descarga de plasma de Ar-O2 gerado por uma fonte de micro-ondas, onde é possível estudar o efeito das espécies neutras (excitadas ou não) na degradação do AE. Também foram realizados ensaios em plasma de Ar e Ar-O2 gerado por uma descarga DC pulsada, onde é possível estudar o efeito conjunto das espécies neutras com as espécies carregadas (íons e elétrons) e fótons. Os resultados obtidos em pós-descarga mostram que o processo de decomposição é favorecido a baixa temperatura e que existe a necessidade de se controlar o tempo de relaxação térmica, sendo necessários tempos longos para relaxar a energia térmica depositada pelas reações químicas exotérmicas e endotérmicas e tempos curtos a temperaturas mais altas para facilitar a fragmentação do AE, conduzindo à formação de compostos voláteis. Outra forma de se obter uma decomposição eficaz do AE em pós-descarga é trabalhar com camadas finas, onde os processos de funcionalização e de ramificação ocorrem com menor intensidade. Já pelos resultados obtidos em uma descarga DC pulsada, observa-se que existe um sinergismo das espécies quimicamente ativas com as espécies carregadas e fótons. Tal sinergismo consiste na quebra de ligações do AE pelas espécies carregadas e fótons, e reação dos radicais formados com as espécies quimicamente ativas. Isto dificulta o restabelecimento das ligações quebradas e, também, a ramificação das cadeias carbônicas. / Due to the sensitivity of surface treatment techniques for the presence of contamination, the use of an effective treatment for cleaning, as the plasma process, plays a fundamental role in the final product performance. Studies to identify possible mechanisms of reactive species in plasma with the contaminant enhancement capability of this technique. We studied the interaction of stearic acid (SA), with molecular formula C18H36O2, with the species present in plasma of Ar and Ar-O2. Treatments were conducted in post-discharge of Ar-O2 plasma generated by a microwave source, where it is possible to study the effect of neutral species (excited or not) on the degradation of SA. The treatments were, also, realized in Ar and Ar-O2 plasmas generated by a pulsed DC discharge, where the combined effect of the neutral species with the charged species (ions and electrons) and photons can be studied. The results obtained in post-discharge showed that the decomposition process is favored at low temperature and that there is a need to control the thermal relaxation time, requiring long times to relax the thermal energy deposited by the exothermic and endothermic reactions and short times at higher temperatures to facilitate the fragmentation of SA leading to formation of volatile compounds. Another way to obtain an efficient decomposition of the SA in post-discharge is working with thin layers, where the process of branching and functionalization occurs with less intensity. Since the results obtained in a pulsed DC discharge, it is observed that there is a synergism of chemically active species with charged species and photons. This synergism is the bond breaking of the SA by photons and charged species, and reaction of radicals formed with the chemically active species. This makes difficult the restoration of broken links and also the branching of carbon chains.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335898.pdf: 3963026 bytes, checksum: 5c740219a92157698ca34de5b8af95f1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Na tecnologia da soldagem existem muitas situações pouco quantificáveis que são conduzidas à categoria de paradigmas, sendo incorporadas a textos com grande respeitabilidade e, por isso, são propagadas universalmente. O presente trabalho tenta contribuir na desmistificação de uma destas situações. Trata-se do entendimento e correta interpretação de aspectos e comportamento físico-tecnológicos do processo TIG e da comparação com seu correlato, o processo Plasma, considerando vantagens e desvantagens entre ambos. Assim, para quem possui certo grau de discernimento sobre estes processos, a real vantagem do processo plasma em relação ao processo TIG residiria em que, com o plasma se consegue a técnica da soldagem denominada ?Keyhole?. Com o desenvolvimento do processo TIG, atualmente começou a ser anunciada por fabricantes de tochas e por pesquisadores, a obtenção da mesma técnica. As razões anunciadas remetem aos detalhes construtivos das tochas, os quais produzem fenômenos físicos como é o caso da denominada constrição catódica, discutida na bibliografia atualmente disponível. Este caso é atribuído ao diferenciado desempenho do sistema de refrigeração do eletrodo, design e material da tocha, fazendo com que somente uma parte ínfima da extremidade do eletrodo emita elétrons. Isto, então, passou a ser a justificativa para a referida constrição do arco e a obtenção de determinadas características das soldas produzidas. Entretanto, outro fabricante de tocha não faz co-relacionamentos com esta constrição e apenas anuncia os fabulosos resultados obtidos na técnica ?Keyhole?. Por isso, este trabalho se propõe a fazer uma nova abordagem comparativa entre os referidos processos. São apresentadas comparações entre a tocha com a anunciada característica de constrição catódica e uma tocha convencional por meio de ensaios instrumentados, incluindo filmagem térmica das tochas. Os resultados do ?keyhole? foram comparados com resultados de trabalhos desenvolvidos no LABSOLDA com o processo Plasma ?Keyhole?. Os resultados obtidos demonstraram que efetivamente o processo TIG compete com o processo plasma na técnica Keyhole, apresentando vantagens adicionais. Esta afirmativa não se refere estritamente à tocha especial, pois com uma tocha convencional também é possível resultados semelhantes. Entretanto, o que há de vantagem irrefutável da tocha especial é a capacidade de incrementar a vida útil do eletrodo de tungstênio, em aproximadamente um 400%. A menor quantidade de parâmetros e simplicidade do processo TIG Keyhole, o torna mais competitivo que o processo de soldagem Plasma neste tipo de aplicações.<br> / Abstract : In welding technology there are many unquantifiable situation that are conducted to the category of paradigms, being incorporated into texts with great respectability and therefore are propagated universally. This work attempts to contribute to the debunking of these situations. In these sense, the correct interpretation and understanding of issues and physical-technological behavior of the TIG process and the comparison with its correlate, the Plasma process, considering advantages and disadvantages of both. Thus, for those who have some degree of knowledge into these processes, the actual advantage of the plasma process with regard to the TIG process reside in that with plasma welding can be used a technique called ?Keyhole?. With the development of the TIG process, now began to be announced by manufacturers of torches and by researchers, obtaining the same technique. The reasons announced refer to the construction details of the torches, which produce physical phenomena such as the so-called cathodic constriction, discussed in the currently available literature. This case is assigned to the outstanding performance of the electrode cooling system, design and torch material, where only a small part of the end of the electrode emits electrons. Therefore, this became the justification for that arc constriction and obtaining certain characteristics of welds produced. However, another torch manufacturer does not co-relationships with this constriction and only announces the fabulous results obtained with the ?Keyhole? technique. Therefore, this work aims to make a new comparative approach between those processes. Comparisons are presented between the torch with the announced cathodic constriction feature and a conventional torch through instrumented test, including thermal shoot the torches. The results of the ?Keyhole? were compared with works made in LABSOLDA about plasma Process with ?Keyhole?. The results showed that the TIG process effectively competes with the plasma process in Keyhole technique, and has additional advantages. This statement does not refer strictly to the special torch, as with a conventional torch is also possible achieve similar results. However, what is irrefutable advantage of special torch is the ability to increase the life of the tungsten electrode, in about a 400%. The smaller number of parameters and simplicity Keyhole TIG process makes it more competitive than Plasma welding process in such applications.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T16:11:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:05:57Z : No. of bitstreams: 1 153119.pdf: 11946580 bytes, checksum: dd05d67e074c71bfb1b77c1397e2cd48 (MD5) / Neste trabalho foi estudada a manutenção do teor de carbono na sinterização por plasma de injetados de aço ao carbono baixa liga, utilizando-se uma mistura gasosa de Ar-H2-CH4. Na sinterização de um aço ao carbono a mistura Ar-H2 favorece a descarbonetação. Por isso, foi necessária a utilização de um gás portador de carbono, a fim de estabelecer no plasma um potencial efetivo de carbono que tornasse nulo o fluxo líquido deste elemento entre o material e o volume gasoso. O plasma foi caracterizado através de medidas elétricas e por espectrosccopia ótica de emissão. A seguir, efetuaram-se sinterizações a 1150°C/60min, com diferentes teores de CH4 na mistura gasosa Ar-20%H2. Análises de microssonda WDS, ensaios metalográficos e de microdureza Vickers, permitiram obter uma relação entre a quantidade de carbono total em amostras de 1,35 mm de espessura, de um aço ao carbono baixa liga, foram relacionadas com o potencial efetivo de carbono do plasma em função da quantidade de metano injetado na mistura Ar-20%H2.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:02:25Z : No. of bitstreams: 1 144710.pdf: 30095718 bytes, checksum: ecb212a6d514daf198a0d3eecae235d0 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:24:29Z : No. of bitstreams: 1 142157.pdf: 24889239 bytes, checksum: 7da9d77a954483eae7a9cd34f957ea76 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:48:39Z : No. of bitstreams: 1 161638.pdf: 10928690 bytes, checksum: 39bd1d4c3b072f56edb674b09ffe786e (MD5) / Estudo comparativo dos processos de nitretação convencional, por plasma e por fluxo de gás do Sm2Fe17. As propriedades magnéticas e as mudanças microestruturais da liga foram investigadas através das seguintes técnicas: magnetômetro de amostra vibrante, raios-x, microscopia ótica, e eletrônica de varredura. As variáveis de monitoramento medidas para fins comparativos foram: propriedades magnéticas, variação de massa da amostra, temperatura de Curie, ângulo de difração dos picos principais do Sm2Fe17Nx e observação de domínios magnéticos. As variáveis de controle do processo foram: temperatura da amostra, tempo de moagem, massa da amostra, além do tempo, pressão e fluxo de gás utilizado durante o processamento. Em condições otimizadas os processos de nitretação por plasma e por fluxo permitem um ganho de eficiência de aproximadamente 10/1 em termos de tempo de processamento, em relação a nitretação convencional.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T00:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:42:22Z : No. of bitstreams: 1 175062.pdf: 14735987 bytes, checksum: 53a20ff257243ad1a71c7dc296469250 (MD5) / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para a sinterização em plasma Ar-H2 de amostras de aço inoxidável AISI 316L, obtidas em moldagem por injeção. As partículas do pó de aço inoxidável são recobertas por uma fina película de óxidos bastante aderente, contínua e passivadora. Por sua natureza, os óxidos dificultam a difusão dos átomos e conseqüentemente, a sinterização. Desta forma, utilizou-se o ambiente de plasma, conhecido por sua capacidade em criar espécies quimicamente ativas, para através da oferta de hidrogênio atômico promover a redução dos óxidos antes de atingir-se a temperatura de sinterização. A atmosfera de sinterização é avaliada por espectroscopia óptica de emissão in situ, e as amostras processadas por plasma têm sua porosidade quantificada através de análise de imagem em computador. Utiliza-se espectroscopia óptica de emissão para análise da composição química das amostras sinterizadas. Os resultados mostram que a sinterização por plasma do aço inoxidável AISI 316L não só é possível, mas também é vantajosa por formar uma camada superficial com elevado nível de densificação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T09:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:12:01Z : No. of bitstreams: 1 183768.pdf: 1920375 bytes, checksum: c02a58ccf4e83ece5b62203beabd33f7 (MD5) / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o processo de soldagem Plasma com Alimentação Automática de Arame com ênfase para a sua utilização no recobrimento de superfícies metálicas. Para um melhor embasamento dos conhecimentos e para melhor caracterização do processo plasma, foram realizados ensaios iniciais sem material de adição. Algumas variáveis do processo foram analisadas, como a influência da distância do bocal constritor em relação à peça de soldagem e do recuo do eletrodo sobre a tensão do arco, bem como as características geométricas da zona fundida. Foram realizados também ensaios de simples deposição com adição de arame de aço inoxidável 309-L e CAVITEC nas posições plana e sobrecabeça. Na soldagem sem adição de material, os resultados mostraram que a tensão do arco plasma e a geometria da zona fundida sofrem influência da distância bocal/peça e do recuo do eletrodo, em proporções muito semelhantes ao processo TIG. Na soldagem com deposição de material, são apresentadas relações entre corrente de soldagem e taxa de deposição, para diferentes posicionamentos do arame, em relação ao arco voltaico, bem como para diferentes sentidos de alimentação do arame. É apresentada, também, uma diferente forma de transferência de material, denominada neste trabalho de "transferência filamentar". Este tipo de transferência, alcançada na deposição de Aço Inoxidável 309-L, caracteriza-se pela formação de um fluxo contínuo de material, onde o arame, ainda na forma sólida, se encontra com o arco voltaico, funde-se e se transfere, sem interrupções, formando uma ponte de metal líquido entre a ponta de arame sólido e a poça fundida. A "Transferência Filamentar" mostrou excelente estabilidade e isenção total de respingos nas posições plana, vertical e sobrecabeça. São apresentadas, também, relações entre corrente, vazão de gás de plasma e velocidade do arame que garantem a ocorrência da transferência filamentar no aço inoxidável 309-L e que garantem uma transferência estável de material para o arame CAVITEC. O processo de soldagem Plasma apresentou excelentes características de estabilidade nos ensaios de deposição de material, mostrando um grande potencial para sua utilização em operações de revestimento, como, por exemplo, a recuperação de rotores de turbinas hidráulicas erodidos por cavitação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-27Bitstream added on 2014-06-13T20:04:23Z : No. of bitstreams: 1 batocki_rgs_dr_guara.pdf: 753160 bytes, checksum: 45bdf421ee548b969fb254971bfe730c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Filmes finos polimerizados a plasma apresentam várias aplicações nas indústrias óticas, elétrica, mecânica de alimentos, de biomateriais entre outras, devido suas interessantes propriedades químicas e físicas. No entanto, as aplicações para os filmes finos podem ser limitadas em função de algumas de suas características mecânicas e de superfície. Neste trabalho, filmes finos poliméricos foram depositados por radiofrequência a partir de plasmas de hexametildissilazano mantido a baixa pressão. Posteriormente, foram implantados íons de argônio, hélio e nitrogênio nestes filmes através da implantação iônica por imersão a plasma (IIIP). Após os tratamentos, os filmes finos provenientes da polimerização a plasma do hexametildissilazano apresentaram modificações em suas estruturas moleculares e composição química através das análises infravermelha e XPS. O XPS revelou um aumento nas concentrações de oxigênio e decréscimo de carbono e nitrogênio. Este fato indica aumento no nível e entrelaçamento, ramificação e reticulação das cadeias poliméricas para todos os íons implantados. Verificou-se também que a IIIP promoveu mudanças na molhabilidade com variações nos ângulos de contato de 100° para 10°; alterações nos índices de refração entre 1,65 a 2,10; modificações na dureza e módulo elástico de 0,8 a 3,3 GPa e 6,0 a 52,0 GPa respectivamente, assim como redução na taxa etching de 34,0 para 20,0 Å/min. / Plasma polymerized thin films have many applications in optical, electrical, mechanical, food, biomaterial industries among others, due to their interesting chemical and physical properties. Polymer thin films applications, however, can be limited because of some mechanical and surface characteristics. In this work, thin polymer films were deposited from radiofrequency plasmas of hexamethyldisilazane at low pressure. Then, these films were implanted with argon, helium and nitrogen ion, by plasma immersion ion implantation (PIII). After the treatments, plasma polymerized hexamethyldisilazane thin films presented modifications in their molecular structure and chemical composition by infrared and XPS analysis. XPS revealed an increase in the oxygen, decrease in nitrogen and carbon concentrations. This fact indicates increased crosslinking of the polymeric chains of all implanted ions. It was also verified that a PIII caused modification in wettability, changing the contacts angles from 100° to 10°. Modifications were also observed in the refractive index from 1,65 to 2,10; in hardness and in the elastic modulus from 0,8 a 3,3 GPa and 6,0 to 52,0 GPa respectively. The study showed a decrease in etching rate from 34,0 to 20,0 Å/min.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T18:44:19Z : No. of bitstreams: 1 santos_cn_dr_guara_prot.pdf: 4826848 bytes, checksum: 60065e84db65f86f5e284861f7afaf69 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Hoje em dia a proteção de veículos, aeronaves e pessoas está aumentando mundialmente e em muitos campos de aplicação diferentes, tais como em cobertura estrutural, armadura balística, cobertura térmic, substrato de espelho de alto desempenho, entre outras. Alguns dos principais materiais cerâmicos empregados tem sido o SiCe o Al2O3. A técnica de aplicação de plasma sobre a superfície de cerâmicas SiC e Al2O3 é relativamente recente e pode promover relevantes modificações superficiais. Uma nova técnica de plasma para tratamento superficial de cerâmicas densas de SiC e Al2O3, baseada na técnica Z-pinch inverso e denominada de expansor de plasma, utilizando plasma de nitrogênio reativo, foi usada neste trabalho. Este tipo de plasma pode simular determinadas condições as quais os materiais cerâmicos são submetidos quando da reentrada na atmosfera terrestre. Cerâmica de SiC e Al2O3 foram sinterizadas em 1950ºC e 1600ºC, respectivamente, após prensagem uniaxial e isostática. Para produção das cerâmicas de SiC foi utilizado como aditivo o YAG nas proporções de 5%, 7,6% e 10%, enquanto o Al2O3, utilizou como aditivo o MgO. Todos os conjuntos de amostras passaram pelos processos de lixamento e polimento superficial. Durante o tratamento superficial por plasma, das faces polidas ou conjuntos de amostras de SiC em média 1440 pulsos de descargas, enquanto os conjuntos de amostras de Al2O3, foram divididos em três grupos igualmente separados e receberam em média 700, 1000 e 1480 descargas, respectivamente. Todas as descargas foram feitas em intervalos iguais de 20 minutos.Esta técnica inovadoa de plasma promoveu modificações nas superfícies das cerâmicas. As propriedades superficiais morfológicas e mecânicas das cerâmicas de Al2O3, após o ataque de plasma, sofreram menores... / Nowadays protection of vehicles, aircraft andpeople is increasing worldwide in many different application fields, sucha as, the structural coating, ballistic armor, thermal coating, high performance mirror substrate, among other things. Some of the main ceramics materials like SiC and Al2O3 have beem employed. The plasma treatment of the SiC and Al2O3 ceramics surface is relatively recent technique applied and it is able to promote relevant superficial modifications. A novel plasma techique for surface treatment of high density ceramics such as SiC and Al2O3 is based on the reverse Z-pinch also called plasma expander and uses nitrogen as working gas. This plasma type can simulate certain conditions which the ceramic materials are submitted when of the reentry into Earth's atmosphere. The SiC and Al2O3 ceramics were sintered at 1950 °C and 1600 °C respectively using uniaxial and isostatic pressing method. The SiC ceramics were produced with additive YAG with proportions of 5%,7,6% and 10%, on the other hand, the Al2O3, ceramics were produced with additive MgO in its liquid phase. All samples have undergone the same processes of samples surface sanding and polishing. During the surface treatment by plasma performed on the polished faces, the sets of SiC samples received an average of 1440 plasma pulses, while the series of Al2O3 samples, were divided equally into three gropus and received and average of 700, 1000 and 1440 plasma pulses, respectively. All discharges were made at equal intervals of 20 minutes. The innovative plasma technique produced changes in the surfaces of ceramics and the morphological and mechanical surfaces of Al2O3 suffered smaller alterations after the plasma attack than the ones of SiC. from... (Complete abstract click electronic access below)