As energias renováveis têm ganhado destaque como possíveis soluções para a questão da matriz energética mundial. Dentre as diferentes alternativas está a energia solar. As células fotovoltaicas são produzidas majoritariamente com silício metálico de alta pureza que é produzido tradicionalmente por um processo químico de alta complexidade e custo. Alternativas vêm sendo desenvolvidas para produção deste material, sendo a rota metalúrgica uma delas. Nesta rota parte-se de um silício de menor pureza e removem-se as impurezas através de operações metalúrgicas. Um dos elementos a serem removidos é o carbono, que está majoritariamente presente precipitado na forma de carboneto de silício (SiC). Visando o estudo da formação da macrossegregação de partículas de SiC em Si, ensaios de solidificação em um forno do tipo Bridgman com diferentes velocidades de extração e diferentes diâmetros de molde foram realizados. Ensaios para verificar o efeito de decantação destas partículas na macrossegregação também foram conduzidos. Nos ensaios de solidificação, os resultados mostram que um aumento da velocidade de extração do molde para fora da região quente do forno resulta em uma estrutura de grãos menos alinhada na direção axial dos lingotes cilíndricos. Adicionalmente, o aumento do diâmetro do lingote também possui um efeito na macroestrutura, dependo da velocidade de extração. A macrossegregação de carbono para o topo do lingote é mais severa quanto menor for a velocidade de extração e maior for a direcionalidade dos grãos. Esta macrossegregação é causada pelo empurramento das partículas de SiC pela interface sólido/líquido. A decantação de partículas de SiC causou macrossegregação de C para a base dos lingotes de Si, porém menos acentuada que aquela observada nos ensaios de solidificação direcional. A alteração do período de tempo reservado no experimento para ocorrência da decantação de uma para seis horas não influenciou significativamente a macrossegregação. Para um mesmo tempo de processo, a solidificação direcional a uma velocidade de extração de 5 µm/s resultou em uma maior macrossegregação de carbono do que aquela observada após decantação, apresentando um maior potencial para a remoção do carbono contido no silício. / Renewable energies have been considered as possible solutions to the world energy matrix issue. Solar energy is one of the alternatives. Photovoltaic cells are mainly made of high purity silicon, which is produced by a complex and costly chemical process. New alternative processes are under development and one of them is the metallurgical route. In this route, a less pure silicon is refined and impurities are removed by metallurgical operations. One of the elements to be removed is carbon, which is mainly present as silicon carbide (SiC). Aiming at an investigation about the macrosegregation of carbon and SiC particles in Si, solidification experiments were conducted in a Bridgman type furnace using different extraction velocities and different mold diameters. Experiments to investigate the effects of settling of SiC particles were also carried out. The results show that the mold extraction velocity plays an important role in the grain macrostructure formation: higher velocities give rise to a less directional grain structure. Additionally, the change in the ingot diameter also has an effect on the macrostructure depending on the extraction velocity. Carbon macrosegregation to the ingot top is more severe for lower mold extraction velocities. This macrosegregation is a result of SiC particles being pushed by the solid/liquid interface to the ingot top. The settling of SiC particles causes carbon macrosegregation to the ingot bottom, but less intense than that observed in the directional solidification experiments at the ingot top. The change of settling times from one to six hours, have no significant effect on the degree of macrosegregation. For equal processing times, directional solidification at a mold extraction rate of 5 µm/s causes more carbon macrosegregation than settling, representing a higher potential alternative for carbon removal from silicon.

Orientador: Luís Rogério de Oliveira Hein / Coorientador: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Ricardo Risso Chaves / Resumo: O nível de qualidade de peças produzidas a partir de grandes lingotes está intimamente relacionado à qualidade dos lingotes em si. Dentre os diversos defeitos inerentes ao processo de solidificação, destacam-se as microssegregações de elementos de liga, que causam uma deterioração nas propriedades do produto final. Uma maneira de reduzir o dano causado pela microssegregação é através do Tratamento Térmico de Homogeneização, este por sua vez demanda elevados tempos de processo, elevando custos e tempos de fabricação. Uma das formas de reduzir os tempos de homogeneização, uma vez que este apresenta caráter difusional, é através da redução do espaçamento interdendrítico. Neste trabalho foi analisada a influência da deformação plástica como forma de reduzir o espaçamento entre dendritas no tratamento térmico de homogeneização. Para tal fim, utilizou-se um lingote fundido em aço ferramenta de composição química similar ao AISI A2. As amostras foram retiradas do núcleo do lingote no estado bruto de solidificação e sofreram deformações de 0,6 e 1,3 através do processo de laminação a quente, sendo temperadas em água na sequência. Após laminadas as amostras passaram por um tratamento térmico de homogeneização na temperatura de 1200°C por 8h ou 16h e foram novamente temperadas em água. As análises foram feitas através de Microscopia Óptica, Dureza Vickers, Difratometria de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura. Foi observado em todas as amostras a presença de microrechupes, e u... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The quality of pieces produced from large ingots is closely related to the quality of ingots itself. Among the various defects inherent to the solidification process, there is the microsegregation of alloying elements, causing a deterioration in the properties of the final product. One way to reduce the damage caused by microsegregation is through the homogenization heat treatment, this in turn demands long time of process, increasing costs and lead-times for manufacture. One way to reduce the homogenization time, since it has a diffusive character, is by reducing the interdendritic spacing. In this study was analyzed the influence of plastic deformation as a mean to reduce the spacing between dendrites in the homogenization heat treatment. For this purpose it was used a cast ingot of chemical composition similar to the AISI A2 tool steel. Samples were cut from the ingot center in the as-cast state and suffered deformations of 0.6 and 1.3 through the hot rolling process and quenched in water in the sequence. After rolling the samples passed through a homogenization heat treatment at a temperature of 1200°C for 8h and 16h and again were quenched in water. Analyses were performed by Optical Microscopy, Vickers Hardness, X-Ray Diffractometry and Scanning Electron Microscopy. It was observed in all samples the presence of microcavities, and a microstructure consisting predominantly by solidifications dendrites identified by a martensitic phase, involved by a retained austenite matrix containing carbides and sulfides. The plastic deformation broke the dendritic structure, and approached the segregated regions to the non-segregated regions. The heat treatment for 8h was not sufficient to homogenize the microstructure and reduce the microsegregation, independently of the deformation state of the samples. The heat treatment for 16h ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3850.pdf: 3080226 bytes, checksum: 9cb22cfc3e345ca19e54c54a8b37d6e4 (MD5) Previous issue date: 2005-09-29 / This study concerns the analysis of the application of the Niyama Criteria as a tool to predict porosity formation on steel castings made from steel with different solidification gaps. Therefore, test coupons were project in order to allow porosity formation. The test coupons were simulated on the Magma Soft- Ware. The behaviour of temperature gradient, cooling rate, feeding and Niyama were analysed in the software as a function of the three plate thickness. The materials used in the simulation and foundry of the test plates were the carbon steel WCC class, the martensitic stainless steel CA6NM class and the corrosion resistant steel CA15 class. After the test coupons been casted, they were classified according to their material and cut in halves thru their middle. The faces along the test coupon length were milled in order to get accuracy on the analysis phase. The surfaces were inspected with dye penetrate test in order t determine the pore distribution along the profile. The pore location, size and incidence were that after compared to the simulation results. The analysis showed low pore incidence on the thinner test coupons. It also showed that the CA15 steel, which has the largest solidification interval presented fine, pores spread on an extensive area, more than expected from the Niyama criteria for lower values than 1. The steel with smaller solidification gaps showed pores with a larger dimension and more concentration. It was also evidenced the existence of analogy of porosity location and dispersion among the plate size of one material, nevertheless the size of the pore indication increases with the increases of the plate thickness. / No presente trabalho foi analisado o comportamento do critério de Niyama como forma de prever a formação de poros em aços de distintos intervalos de solidificação em distintas espessuras de parede. Para tal, corpos de prova foram projetados a fim de induzirem a formação de poros. Os corpos de prova foram simulados no software de fundição Magma Soft tendo-se como objetivo o estudo do comportamento do gradiente e temperatura, taxa de resfriamento, critério de Niyama e alimentação (feeding) em função das 3 espessuras das placas. As ligas usadas na simulação e na fundição dos corpos de prova foram os aços Carbono da classe WCC, o aço inoxidável martensítico da classe CA6NM e aço resistente à corrosão da classe CA15. Após a fundição, os corpos de prova foram agrupados segundo a liga e serrados ao meio. As faces ao longo da espessura dos corpos foram fresadas a fim de garantir boa acuidade na fase de análise. As superfícies foram ensaiadas por líquido penetrante a fim de determinar a distribuição dos poros ao longo do perfil. A localização, tamanho e incidência dos poros foram então comparados com os resultados das simulações. A análise mostrou baixa incidência de poros nos 3 corpos de prova de menor espessura. Mostrou também que a liga com maior intervalo de solidificação, apresentou poros finos dispersos ao longo de uma extensa área, maior do que previsto pelo critério de Niyama para valores menores do que 1. As ligas de menor intervalo de solidificação apresentaram poros de maior dimensão e com maior concentração. Foi evidenciado também que existe analogia de localização e dispersão de porosidade entre os tamanhos das placas de uma mesma liga, sendo que o tamanho dos poros cresce com o aumento da espessura da placa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3923.pdf: 7483296 bytes, checksum: ac5ba72ab5e920ac83fd0b0496190b67 (MD5) Previous issue date: 2009-08-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work aimed to study the glass-forming ability of the aluminum-itrium-iron (Al-Y-Fe) alloys. The work included the preparation of samples through the melt-spinning technique and varying the composition of the samples. The structural characterization of the samples was made by x-ray diffraction technique (DRX) and differential scanning calorimetry (DSC). Some complementary characterizations included the Scanning Electron Microscopy (MEV) together with the Energy Dispersion Spectroscopy (EDS). Also were determinated the sample's characteristics temperatures liquidus temperature (Tliq), crystallization temperature (Tx) and glass-transition temperature (Tg). The glass-forming ability of the alloys was discussed based on different approaches from the literature . A discussion about the present glass-forming ability concept is put forward. / O presente trabalho teve por objetivo estudar a tendência à formação de vidros glass-forming ability (GFA) das ligas do sistema alumínio-ítrio-ferro (Al-Y-Fe). O trabalho incluiu a preparação de amostras através da técnica de melt-spinning, variando-se a composição química das ligas. O estado estrutural das mostras foi caracterizado pelas técnicas de difração de raios-X (DRX) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Algumas caracterizações complementares foram realizadas, incluindo as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) associada à microanálise por dispersão de energia (EDS). Foram determinadas as temperaturas características das ligas, tais como como temperatura liquidus (Tliq), temperatura de cristalização (Tx) e temperatura de transição vítrea (Tg). A tendência à formação de vidro das ligas foi discutida segundo diferentes abordagens da literatura. Uma discussão a respeito das abordagens atuais do conceito de tendência a formação de vidro foi apresentada.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RESUMO Altair.pdf: 63095 bytes, checksum: 77afe61ac47f2c1f354dcfc5c61d23f7 (MD5) Previous issue date: 2005-07-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the aims of this work is to determine the model test bulk used by the injection molding process. The mathematical model governing the plate solidification time of the gate together with the beginning of the stabilization of the cavity bulk. In this test a copolymer styreneacrylonitrile (SAN) will be used. In order to develop the model tests, the material had to be dried to establish some parameters like: injection pressure, injection time, temperature of the different stages as well as moulding temperature. The variable parameters were the time and the discharge pressure. As the model tests were fully develoved, bulks were determined, first for the mould cavity and branches and next for the single cavity which was separated from the branches. The variations of the cavity bulkfor the different discharge pressures and the standard deviation were graphically represented due to the time deviation of the discharge. The results shoved that the time the bulk cavity begins to stabilize matches the calculated time, for the nonflow temperature, as well as the glass part temperature, the discharge pressure. / Este trabalho tem como objetivo, determinar a variação da massa de corpos de prova fabricado pelo processo de moldagem de injeção. A partir de equações que tratam da solidificação de placas, será correlacionado o tempo de solidificação do canal de ataque com o tempo de início de estabilização da massa da cavidade. Para o desenvolvimento experimental será utilizado um copolímero estireno-acrilonitrila (SAN). Para a realização dos corpos de prova, foi necessário secar o material, fixar alguns parâmetros de processos, tais como; pressão de injeção, tempo de injeção, temperatura nos diferentes estágios e temperatura de molde. Os parâmetros variáveis foram: o tempo e a pressão de recalque. Com os corpos de prova prontos, suas massas foram determinadas, inicialmente para ambas, cavidades e canais de distribuição, em seguida, para a cavidade individualmente que foi separada dos canais de dsitribuição. A variação da massa da cavidade, para as diferente pressões de recalque e seus respectivos desvios padrão foram representados gráficamente em função da variação do tempo de recalque. O tempo em que a massa da cavidade começa a estabilizar está coerente com os tempos calculados, para a temperaturade não fluxo, e a temperatura de transição vítrea, a pressão de recalque.

Made available in DSpace on 2015-10-09T02:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000475596-Texto+Completo-0.pdf: 2569646 bytes, checksum: 87f00d99521e4a5c1546b918ddaa178b (MD5) Previous issue date: 2015 / The main objective of this work was to analyze the solutioning and artificial aging heat treatments of aluminum-copper casting alloys, composed of two distinctive copper contents: 2. 5% and 3. 5%, unidirectionally solidified in an instrumented metal-mold system. Solidification parameters such as solidification velocities, thermal gradients and cooling rates were determined from cooling curves obtained by thermal analysis. Macrostructures and microstructures of ingots were analyzed in relation to parameters such as columnar-equiaxed transition (CET) and the secondary dendrite arm spacing (SDAS). The heat treatments were performed in order to better understand the solutioning and artificial aging processes of copper in the aluminum matrix. The results concerning to the solidification parameters have permitted to obtain expressions for solidification velocities, thermal gradient and cooling rates as a function of examined alloys. Relationship among solidification conditions, structural formation and hardness were also obtained [SDAS=f(TRL); HB=f(SDAS)]. The Al-3. 5wt%Cu alloy has show smaller dendritic arm spacing (10%), higher columnar zone (12%), higher hardness in the as-cast condition (8%), as well as better response to the heat treatments than the examined Al-2. 5wt%Cu. / O principal objetivo deste trabalho foi analisar a solubilização e envelhecimento artificial da liga alumínio-cobre, compostas por dois diferentes percentuais de cobre: 2,5%, e 3,5%, solidificadas unidirecionalmente em sistema metal/molde instrumentado. Os principais parâmetros de solidificação, como velocidades de solidificação, gradientes térmicos e as taxas de resfriamento foram determinados a partir das curvas de resfriamentos obtidas por análises térmicas. Foram analisadas as macroestruturas e as microestruturas dos lingotes, em relação aos parâmetros de transição colunar-equiaxial (TCE) e espaçamentos dendríticos secundários (EDS). Os tratamentos térmicos foram realizados com o intuito de compreender melhor o processo de solubilização e envelhecimento do cobre na matriz de alumínio, definindo quais tempos e temperaturas que otimizam o processo de endurecimento por precipitação. Os resultados obtidos em relação à cinética de solidificação permitiram a obtenção de expressões correlacionado as velocidades, os gradientes térmicos e as taxas de resfriamento para ambas as ligas. Também foram obtidas relações entre as condições de solidificação, formações estruturais e as durezas nas diferentes etapas [EDS=f(TRL); HB=f(EDS)]. A liga Al-3,5%Cu apresentou menores valores dos espaçamentos dendríticos secundários (10%), maior comprimento da zona colunar (12%), maiores durezas na condição bruta de solidificação (8%), bem como melhor resposta aos tratamentos térmicos quando comparada à liga Al-2,5%Cu.

Orientador: Carlos Kiyan / Coorientador: Alexandre Zirpoli Simões / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Mirian de Lourdes Noronha Motta Melo / Banca: Olivério Moreira Macedo Silva / Resumo: A liga AA 356 é uma liga Al-Si amplamente utilizada tanto na indústria automobilística como na aeronáutica. Para melhorar suas propriedades mecânicas, são usados inoculantes para o refino de grão e para modificação eutética. Os componentes solidificados em moldes metálicos, que são mais eficientes na extração de calor, em geral, têm propriedades mecânicas superiores àqueles solidificados em moldes de areia que apresentam uma menor taxa de extração de calor. A curva de resfriamento que é uma curva da temperatura em função do tempo obtida da extremidade de um termopar localizado no centro do molde e conectado a um sistema de aquisição de dados é uma ferramenta que permite avaliar tanto o refino de grão quanto a modificação eutética. Essa ferramenta permite observar também a formação de fases intermetálicas, e é influenciada por fatores como a taxa de resfriamento. A primeira derivada da curva de resfriamento que representa a taxa de resfriamento é parte da ferramenta, pois melhora a precisão dos dados obtidos com a curva de resfriamento. Para o desenvolvimento desse trabalho foram preparados lingotes variando-se o material do molde (areia e aço), o teor de modificador de eutético e a adição de refinador de grão, ambos na forma de ligas-mãe (ante-liga) Al-10Sr e Al-5Ti-1B, respectivamente. Os valores para traçar as curvas de resfriamento foram obtidos monitorando a temperatura do metal desde o vazamento até sua completa solidificação e posterior resfriamento. Amostras do materia... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The alloy AA 356 is an Al-Si alloy widely used in the automotive and aeronautics industry. To improve the mechanical properties of this alloy inoculants are used to grain refine and eutectic modification. The solidified components in metal mold, with a higher heat extraction rate, generally have mechanical properties superior to those solidified in sand mold with a lower heat extraction rate. The cooling curve is a curve of temperature versus time obtained in the end of a thermocouple located in the center of the mold and connected to a data acquisition system. It is a tool to evaluate both the grain refinement as the eutectic modification. This tool also can also be used to observe the formation of intermetallic phases, and is influenced by factors such as the cooling rate. The first derivative of the curve representing the cooling rate is part of the tool because it improves the accuracy of the data obtained from the curve. For the development of this work ingots were prepared varying the mold material (sand and steel), the content of eutectic modifier and the grain refiner addition, both in the form of master alloys Al-10Sr and Al-5Ti-1B, respectively.The data for plotting the cooling curves were obtained experimentally during solidification; Samples of the material were prepared for metallography and macrostructure and microstructure images were obtained. Through microstructure images obtained with conventional etching and deep etching. Porosity fraction area was measure... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000412714-Texto+Completo-0.pdf: 7415116 bytes, checksum: 8a78dd0f87fb8b9a8afee7db246724c9 (MD5) Previous issue date: 2009 / This work is focused on the study of the influence of the as-cast structure with the conditions of the heat treatment of solutioning and natural ageing of the Al- 4,0wt%Cu alloy. For the experiments it was used a vertical oven that allows the "in situ" solidification, and cooling with compressed air. The Al-4%Cu alloy was melted at 720°C in a stainless steel AISI 304 ingot mould which is cooled in the base, allowing upward unidirectional solidification. Thermocouples type K were positioned in specific positions in the mold and along the height of the ingot. Longitudinal and transverse samples were analyzed in relation to macrostructure and microstructure, and these were correlated with the solidification conditions determined according to the thermal profiles obtained during the solidification of the ingots. After that, the same samples were submitted to heat treatments of solutioning at the temperature of 540°C at different times: 7h, 8h and 9h, followed b y cooling in water at 25°C, and aged naturally. After the heat treatments of solutioning and during natural ageing, the samples were characterized by means of metallographic analyses and hardness measurements. The heat treatments performed have demonstrated the influence of the as-cast structure on the solutioning conditions, where a more refined microstructure and with smaller secondary dendrite arm spacing presented larger values of hardness during the first stages of natural ageing, reaching up to 50% increase in relation to the melted conditions. / Neste trabalho analisou-se a influência da estrutura bruta de solidificação nas condições de tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento natural da liga Al-4,0%Cu, em peso. Para os experimentos foi utilizado um forno vertical que permite solidificação in situ e resfriamento do molde com ar comprimido. A liga Al- 4%Cu foi fundida a 720°C em lingoteira em aço inoxi dável AISI 304 resfriado na base, permitindo condições de solidificação unidirecional vertical ascendente. Termopares tipo K foram posicionados ao longo da altura do lingote. Amostras longitudinais e transversais foram analisadas quanto à macroestrutura e microestrutura, e correlacionadas com as condições de solidificação, determinadas a partir dos perfis térmicos obtidos durante a solidificação dos lingotes. Posteriormente, as mesmas foram submetidas a tratamentos térmicos de solubilização em temperatura de 540ºC em diferentes tempos: 7h, 8h e 9h, seguidos por resfriamento em água a 25°C, e envelhecidas naturalmente. Após a solubilização e durante o envelhecimento natural, as amostras foram caracterizadas por análises metalográficas e medições de dureza Brinell. Os tratamentos térmicos realizados demonstraram a influência da estrutura bruta de fusão sobre as características estruturais nas condições analisadas, onde estruturas colunares mais refinadas e com menores espaçamentos dendríticos apresentaram valores de dureza maiores durante as primeiras etapas do envelhecimento, atingindo até 50% de aumento em relação à condição fundida.

Em processo de fabricação de polióis, são gerados dois resíduos de catalisadores (RNi e RAl) considerados perigosos ao meio ambiente, devido aos seus respectivos altos teores de níquel e alumínio. A presente Tese trata do estudo da solidificação/estabilização simultânea desses dois resíduos catalíticos com cimento Portland tipo II, com o intuito de minimizar os impactos ambientais e verificar a possibilidade de uso do produto solidificado como elemento estrutural. Os ensaios realizados consistiram em: análise térmica diferencial não convencional (NCDTA), análises termogravimétricas (TG/DTG), análise de difração de raios X (DRX), ensaios de fluorescência de raios X (FRX), ensaio de lixiviação e resistência mecânica. A análise das primeiras etapas de hidratação do cimento assim como de amostras hidratadas em diferentes idades nos primeiros 28 dias, possibilitou avaliar os efeitos da presença dos rejeitos no processo, identificar as etapas onde ocorrem e permitiu quantificar as principais fases do cimento hidratado. Pastas com relação água/cimento igual a 0,5 foram utilizadas, às quais diferentes quantidades de cada resíduo foram adicionadas. Foi verificado que nos estágios iniciais de hidratação do cimento ocorrem efeitos de retardamento e aceleração, respectivamente, devido à presença de RNi e RAl. A utilização simultânea dos dois resíduos de catalisadores no processo de solidificação/estabilização em cimento, indica a ocorrência de um efeito sinérgico, permitindo melhores condições de solidificação do que quando cada resíduo é tratado separadamente. Os ensaios de lixiviação feitos para pastas e argamassas após 28 dias de solidificação, prazo padrão para avaliação de processos de solidificação, apresentaram valores abaixo dos limites permitidos para a concentração final de Ni e Al nos extratos de lixiviação, indicando que o processo de solidificação simultânea dos rejeitos atende à legislação ambiental e elimina o seu impacto ambiental original. Pastas e argamassas analisadas também após 28 dias por testes de resistência à compressão, apresentaram resultados aceitáveis para possível uso na construção civil. / In polyols production two catalyst wastes (RNi and RAI) are obtained, which are considered hazardous, due to their respective high nickel and aluminum contents. This Thesis presents the study of the simultaneous solidification/stabilization of both wastes with type II Portland cement (CPII), in order to avoid environmental impacts and to check the possibility of the use of the solidified products as structural elements. The experimental research performed for this study consisted of non-conventional differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, X ray diffraction, X ray fluorescence, leaching and compressive strength tests. The analysis of the first stages of the cement hydration, as well as of samples hydrated at different ages during the first 28 days of hydration, allowed evaluate the effects of the presence of the wastes on the process, identify the steps where the changes occur and have a quantitative information about the main cement hydrated phases. Pastes with water/cement ratio equal to 0.5 were used, into which different amounts of each waste were added. In the early stages of cement hydration retarding and accelerating effects occur, respectively due to RNi and RAl presence. During the simultaneous use of the two waste catalysts for their solidification/stabilization in cement, there is a synergic effect, which allows better operating conditions than when each waste is solidified separately. The leaching tests done for solidified pastes and mortars, after the standard evaluation period of 28 days of solidification, presented values for the final concentration of Ni and Al below accepted limits, indicating that the simultaneous solidification process attends environmental legislation, as well as eliminates the original environmental impact of the wastes. Pastes and mortars analyzed also after 28 days by compressive strength tests, presented acceptable results for the possible use of the solidified products in construction industry.

Orientador: José Luiz Boldrini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:16:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_FernandoPereirade_D.pdf: 1266767 bytes, checksum: b584f3645886881d382881c8b1ee2d7c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho estudamos quatro modelos do tipo campo de fases para a evolução de processos de solidificação/liquefação de certos materiais, tanto puros quanto ligas binárias, com a possibilidade de movimentação da fase não-sólida. As equações que governam o comportamento de materiais puros incluem a equação para o campo de fases, uma equação para a temperatura e uma equação singular do tipo de Navier- Stokes com um termo do tipo Carman-Kozeni e também um termo do tipo Boussinesq. Para ligas binárias, uma equação extra para a concentração do soluto _e incluída. Para materiais puros, tanto no caso bidimensional quanto no caso tridimensional, provamos a existência de soluções globais no tempo; no caso tridimensional, consideramos um modelo com dissipação mais intensa (não linear) do que no caso bidimensional. Para ligas binárias, obtivemos apenas a existência de soluções locais no tempo. Tais soluções são obtidas da seguinte forma: primeiramente o problema _e penalizado e uma sequência de soluções aproximadas _e obtida usando o teorema do ponto fixo de Leray- Schauder; então, usando argumentos de compacidade, provamos que esta sequência tem um ponto limite, o qual _e uma solução do problema original em um sentido generalizado. / Abstract: In this work we study four phase field models for the evolution of a solidification/liquefaction process of certain pure material or certain binary alloys, with the possibility of motion of the melt phase. The governing equations for pure materials include a phase-field equation, a heat equation and a singular Navier-Stokes system with a term of Carman-Kozeni type and a Boussines type term. For binary alloys, an extra equation for solute concentration is included. For pure materials, both in the two and three-dimensional cases we prove the existence of global in time solutions; in the three-dimensional, we consider a model with stronger (nonlinear) dissipation than in the two-dimensional case. For alloys, both in the two-dimensional and three-dimensional case, we obtain just local in time solutions. These solutions are obtained as follows: firstly the problem is penalized and a sequence of approximate solutions is obtained by using the Leray-Schauder's fixed point theorem; then, by using compactness arguments, we prove that this sequence has a limit point which is a solution of the original problem in a generalized sense. / Doutorado / Equações Diferenciais Parciais / Doutor em Matemática