Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T20:33:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:00:29Z : No. of bitstreams: 1 152733.pdf: 71699834 bytes, checksum: cecbe71dfd3722acb5489b4867cb0c32 (MD5) / No presente trabalho procurou-se estudar um processo alternativo de sinterização de componentes ferrosos. Foi desenvolvido um processo de sinterização em Descarga Elétrica de Cátodo Oco (DECO). Como objetivos básicos deste estudo, procurou-se verificar a) a viabilidade do aquecimento de amostras posicionadas no cátodo central à temperaturas suficientemente elevadas para a realização da sinterização; e b) simultaneamente à sinterização do compactado, a obtenção de um enriquecimento superficial com elementos de liga provenientes de um cátodo externo, o qual é posicionado concentricamente em relação ao cátodo central. Como materiais do cátodo externo (fonte de elementos de liga para a descarga) foram utilizados aço ABNT 310 e titânio de pureza comercial. Na caracterização do processo de aquecimento das amostras de ferro foram obtidas curvas de aquecimento para espaços radial entre-cátodos de 3,2 , 5,8 e 9,2 mm, variando-se a pressão entre 0,6 e 6 Torr e a tensão de pico de pulso para os valores de 460, 510, 560 e 720 V. Sob o ponto de vista das descargas elétricas, ênfase especial foi dada ao comportamento das variáveis de tratamento (corrente, tensão média e tempo de pulso ligado) para as diferentes condições de processamento estudadas. Em termos metalúrgicos, foram enfatizados os aspectos relacionados com a modificação da composição química e do acabamento superficial das amostras sinterizadas e dos cátodos externos. Procurou-se, por fim estudar a influência do fluxo de mistura gasosa, do tempo e da temperatura de sinterização, do espaço radial entre-cátodos e da pressão da mistura gasosa. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Ótica e Eletrônica de Varredura, Microssonda de Energia Dispersiva e Difratometria de Raio-X. Esta nova técnica mostrou-se eficaz quanto aos objetivos propostos inicialmente, tendo sido verificada pela primeira vez a obtenção de diferentes ligas (com Cr / Ni ou Ti) na superfície de compactados de ferro puro, simultaneamente à evolução da sinterização dos mesmos.

Orientadores : Carlos Kenichi Suzuki, Roberto Nunes Szente / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_PauloHenriquede_D.pdf: 11532082 bytes, checksum: 3348ab324d015324ffdf6814b3f90ce2 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho trata da aplicação do plasma térmico na recuperação de materiais valiosos ainda presente em escórias e resíduos, como é o caso do silício metalúrgico contido em escórias. Esse processo pode ser estendido para outros materiais, como por exemplo o alumínio e o níquel contido em escórias. Para a realização dos ensaios práticos de reciclagem de escória, foi projetado e construido um reator fechado, em escala laboratorial, com uma tocha de plasma de arco transferido operando com plasma de gás inerte como fonte de energia. Além do aparato de reciclagem, foi desenvolvida uma metodologia analítica para o conhecimento das fases presentes na escória e principalmente da quantificação de silício metálico livre, unindo técnicas de análise estrutural como a Difração de Raios-X (DRX), analise química por Fluorescência de Raios-X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Tal procedimento analítico realizado com as escórias de silício foi estendido para as amostras de silício recuperado e outros resíduos tratados por plasma, como por exemplo resíduo hospitalar e lodo de galvanoplastia inertizados. Os estudos de caracterização realizados em escória da produção de silício, indicam que o teor de silício metálico livre é de cerca de 25%. O processo de recuperação de silício obteve 98,7% de eficiência na recuperação de silício metálico da matriz de escória, com pureza de aproximadamente 98,2%. O ferro, quando presente em altas concentrações na escória, tende a formar compostos estáveis com o silício (silicetos), que embora não sejam recuperáveis, acabam por se constituir em contaminação para o material final. A caracterização do lixo hospitalar tratado por plasma indicou a presença de duas fases na matriz vitro-cerâmica: Ronita e nefeline. O lodo galvânico inertizado por plasma constitui-se principalmente de magnésio, silício e cálcio, arranjados na forma cristalina como três fases principais: Forsterita (Silicato de magnésio); Monticelita (Silicato de cálcio/magnésio); e Carbonato de Cálcio. O processo desenvolvido, pode ser considerado limpo, ou seja, o processo não acrescenta contaminantes no material nem no meio ambiente. Este processo, aliado a outras técnicas de purificação, melhora a qualidade do material resultante sem poluição e com menor gasto de energia. Para o caso de resíduo hospitalar e lodo de galvanoplastia, a compreensão da microestrutura é importante para que estes materiais possam ter outras finalidades mais nobres além do uso em construção civil, como será visto neste trabalho / Abstract: The present research work makes use of thermal plasma for recovering valuable materials in slags and wastes. The main objective to reclaim is silicon metal present in slags, but this process can be extended to other materiais like aluminum (aluminum dross) and nickel (slags). A lab-scale reactor was built to carry out the experimental studies, consisting of a closed hearth and a transferred are torch as an energy source operating with inert gas. A characterization methodology was also developed in order to understand the crystalline phases present in slags but mainly the silicon metal content in slag. This methodology consists of a combining use of well-established techniques: X-ray Fluorescence (chemical analysis), Scanning Electron Microscopy (distribution of phases and microanalysis), and X-ray Difftaction (crystalline phases). This characterization methodology was extended to recovered silicon metal ftom slags and to other plasma treated wastes such as medical waste and electroplating sludge. The characterized slags in the present work point to about 25% of silicon metal present in slags. The recycling process attained 98,7% of silicon recovering and the result metal has a purity of 98,2%. Iron presence normally is found bonded to silicon forming non-recovering substances (silicides), consisting in contamination of the recovered silicon metal (higher the iron content, higher the contamination of the silicon recovered ftom slags). The characterization of the ceramic matrix obtained ftom medical waste treated by plasma indicates the presence of only two crystalline phases: Rhonite and Nepheline. The ceramic matrix obtained ftom electroplating sludge treated by plasma are constituted basica1ly of magnesium, silicon, and calcium arranged in three crystalline phases: Forsterite (magnesium silicate), Monticelite (ca1cium, magnesium silicate) and ca1cium carbonate. The developed process has no toxic gaseous emissions and the tapped silicon metal has no further metallic contaminants. If other techniques were combined to this recycling process, the purity of tapped silicon can be further improved, with no pollution and less energy consumption. In the case of other wastes, the microstructure understanding is important in order to reuse these materials in more advanced processes or at least get an improvement on the commercial value / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Cecilia A. C. Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_BeatrizLuci_D.pdf: 8612737 bytes, checksum: 5b82e95884b98b376d5146b5ea2586e9 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Apesar dos 30 anos de história, engenheiros e pesquisadores continuam procurando soluções para problemas que persistem até os dias de hoje, em relação à resistência ao desgaste de superfícies articuladas e à fixação aos tecidos ósseos de implantes ortopédicos de quadril. Esses problemas estão interligados, desde que a formação de grandes partículas nas articulações é o principal fator responsável pela perda da prótese e a qualidade da fixação do implante determina a produção dessas partículas. O material das amostras, analisadas neste trabalho, foi um dos empregados atualmente em próteses totais de quadril não cimentadas, ou seja, liga Ti6Al-7Nb revestida de hidroxiapatita (HA), aplicada através da técnica de aspersão por plasma. O principal objetivo deste trabalho foi apresentar uma alternativa para a avaliação da resistência da interface, utilizando-se uma nova técnica, rápida e confiável. As informações contidas estão relacionadas à técnica de deposição de materiais em forma de pó através de aspersão por plasma; ao estudo da resistência à adesão da HA sobre a liga de titânio através de ensaio de nanorisco e à caracterização superficial das amostras por determinação da rugosidade superficial, difração de raio-X e imagens do Microscópio Eletrônico de Varredura / Abstract: In spite of 30 years of history, engineers and researchers in general, are still trying to find solutions for the problems related to wear resistance of sliding surfaces and related to biological attachment of hip prostheses. These two questions are connected since the debris released in the joints are the main factor for loosing the prostheses and the fixation quality determines the production of those debris. The samples analyzed on this work were made of materials presently applied on hip prostheses like Ti-6Al-7Nb alloy with hydroxyapatite coating applied by plasma spray method. The main purpose of this work was to present an alternative to analyze the adhesion strength between the HA and the Ti-6Al-7Nb alloy using a new technique, fast and reliable. The information presented are related to the plasma spray' s deposition technique using powdered materials, to the evaluation of the interface between the two materials through the nanoscratch test and to the surface characterization using a mechanical profiler (profilometer), an X-Ray Diffract meter and a Scanning Electron Microscope / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica