Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313603.pdf: 2133318 bytes, checksum: b7be309203777ea9c96db6d4e4a8d521 (MD5) / No presente trabalho foi desenvolvido um método de produção em escala aumentada de nanopartículas de dissulfeto de molibdênio (MoS2). Foi utilizada a rota hidrotérmica para sua produção, sendo projetado um forno de aquecimento resistivo com capacidade para 9 autoclaves. Estas foram confeccionadas em aço SAE 310, revestidas internamente com politetrafluoretileno (PTFE), tendo 120 ml de volume interno cada. Este forno conta com um assoalho vibratório capaz de manter as autoclaves sob agitação constante, alcançando até dois modos vibracionais fundamentais do conteúdo líquido no interior delas. As sínteses foram desenvolvidas na temperatura de 220°C em períodos de 6, 12 e 24 horas, tendo como reagentes o molibdato de amônio tetrahidratado, hidroxilamina cloridrato e tioureia, sendo a reação dada em água bidestilada. As amostras foram caracterizadas quanto ao seu rendimento químico, estrutura cristalina por Difração de Raios X (DRX), morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (FEG), Termogravimetria e Infravermelho por Transformada de Fourier (TG-IR) simultaneamente, Espectroscopia Raman, Interferometria Óptica e, com enfoque maior, Tribologia. Foram obtidas nanopartículas na morfologia de nanoflores com cerca de 200 nm de diâmetro com estrutura cristalina hexagonal lamelar (2H-MoS2) parcialmente amorfizadas. Estas formam dispersões relativamente estáveis com os três óleos sintéticos testados (fortemente polar, de média polaridade e apolar) e com água bidestilada. Obteve-se um rendimento médio de reação de 71,3% em relação ao Mo e foi verificado um aumento de 10% neste quando comparado com amostras estáticas, sem a aplicação da agitação por vibração. Desta forma, valores para uma produção industrial utilizando o sistema desenvolvido ficam em torno de 300 g/mês.<br> / Abstract : In the present work was developed a method for scaling up the production of molybdenum disulfide (MoS2) nanoparticles. It was used a hydrothermal route to its production, being designed a resistive heating furnace with capacity for 9 autoclaves. They were designed in SAE 310 stainless steel, internally coated with polytetrafluoroethylene (PTFE), having 120 ml internal volume each. This furnace has a vibratory floor capable of maintaining the autoclaves under stirring, reaching until two fundamental vibrational modes of the liquid contents inside them. The syntheses were developed at temperature of 220 °C in periods of 6, 12 and 24 hours, with the reagents of ammonium molybdate tetrahydrate, hydroxylamine hydrochloride and thiourea, the reaction is given in bidistilled water. The samples were characterized according to their chemical yield, crystalline structure by X-ray Diffraction (XRD), morphology by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FEG), Thermogravimetry and Fourier Transform Infrared (TG-IR) simultaneously, Raman Spectroscopy, Optical Interferometry and, with increased focus, Tribology. Nanoparticles were obtained on the morphology of nanoflowers about 200 nm diameter with lamellar hexagonal crystalline structure (2H-MoS2) partially amorphous. These form relatively stable dispersions with the three synthetic oils tested (strongly polar, medium polarity and nonpolar) and with bidistilled water. It was obtained an average reaction yield of 71.3% in relation to Mo and there was verified an increment of 10% in it in comparison with static samples, without the application of stirring by vibration. Thus, values for an industrial production using the developed system are around 300 g / month.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313630.pdf: 3545966 bytes, checksum: 8692ddc0fd6f14448855d04c5c0b3552 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de aços com baixo coeficiente de atrito via metalurgia do pó através de uma rota de processamento que unisse as características metalúrgicas próximas aos aços produzidos por metalurgia do pó via injeção (MPI) com a facilidade e o custo do processo de fabricação via compactação de pós. Assim neste trabalho estudou-se uma rota de granulação de pós, utilizando a matéria prima empregada na MPI e um aglomerante orgânico para formar os grânulos. Os ligantes orgânicos estudados foram a parafina (PW) e o Etileno-Acetato de Vinila (EVA), e devido as características dos polímeros e dos pós empregados, o ligante que apresentou melhores resultados foi o EVA, que manteve os grânulos formados durante o manuseio dos pós granulados. A composição da liga estudada foi Fe+0,6C+3SiC, devido aos melhores resultados encontrados em trabalhos anteriores realizados no Laboratório de Materiais da UFSC. No presente trabalho, foi avaliada a influência do tamanho médio das partículas de ferro e de carboneto de silício (SiC), e as diferenças estruturais do material ao adicionar o polímero como agente formador de grânulos. Os pós inicialmente misturados em um misturador do tipo "Y" foram granulados via granulação a tambor, devido a escala laboratorial em que foi feito o trabalho. Assim que os processos de preparação dos pós foi concluído, partiu-se para a etapa de compactação e sinterização em ciclo único de extração de aglomerante e sinterização dos componentes. As peças foram submetidas a análises materiolográficas, mecânicas e tribológicos onde pode ser verificado que o objetivo do trabalho foi alcançado, as peças produzidas via compactação de pós granulados alcançaram resultados próximos aos resultados da liga de mesma composição produzida via MPI, com um tempo de processamento e custo próximo ao da metalurgia do pó via compactação.<br> / Abstract : The aim of this work was the development of powder metallurgy steels with low friction coefficient made by a new route. It is join metallurgical characteristics of steels produced by powder injection molding (MPI) with facilities and cost of the manufacturing process for compaction powders. In this work, it was studied the granulation of powders using the raw material used in the MPI and organic binder to form the granules. The organic binders studied were Paraffin Wax (PW) and Ethylene-Vinyl Acetate (EVA), and due to the characteristics of the polymers and the powder employed, the binder which presented better results was EVA, which retained the granules formed during the handling until the forming. The alloy composition studied was Fe +0.6 C +3 SiC, due to better results found in previous studies conducted in the Laboratory of Materials of UFSC. In the present study, we evaluated the influence of the average particle size of iron and silicon carbide (SiC), structural differences and with polymer as granulate agent. The powders were initially mixed in a Y-type mixer and they were granulated by tumbling granulation. Once the process has completed, it started the preparation of the compaction powders and sintering in a single cycle of binder removal and sintering of the components. The pieces were metallurgical, mechanical and tribologically analyzed and the aim of the work was achieved. The parts produced via granulated powders compaction achieved similar results to the results of the same alloy composition produced via MPI, with a processing time and cost close to the powder metallurgy via compaction.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308262.pdf: 3213919 bytes, checksum: 910bee91a63ac28375929a4ed42d80b7 (MD5) / Por ser um importante processo térmico, a ebulição nucleada, é ainda motivo de inúmeras pesquisas as quais buscam tanto a intensificação do processo quanto o melhor entendimento dos mecanismos que o regem. O estudo, sobre o efeito das nano-estruturas aplicadas à ebulição nucleada, é motivado por pesquisas anteriores utilizando nanofluido, cujos resultados indicam modificações superficiais e consequente intensificação do processo. O experimento de ebulição foi realizado à temperatura de saturação da água (100°C), utilizada como fluido de trabalho e à pressão atmosférica. Como superfície de aquecimento foram usadas nano-estruturas compostas por substrato de Constantan com deposições de molibdênio, obtido pelo método de "Sputtering" e maguemita, pelo processo de evaporação (ebulição). As amostras foram caracterizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e ensaio de molhabilidade. Os resultados obtidos com as nano-estruturas foram comparados aos do substrato de Constantan, considerado como amostra padrão e ao substrato rugoso, produzido com um processo de lixamento do mesmo material. Verificou-se que as nano-estruturas aumentaram a molhabilidade da superfície, em especial as deposições de maguemita, e por consequência incrementaram os valores de fluxo de calor crítico. Por outro lado, o coeficiente de transferência de calor foi melhorado apenas para altos fluxos. As amostras do Substrato rugoso apresentaram características hidrofóbicas e obtiveram elevada melhora do coeficiente térmico. / Because it is a thermal process of great importance, the nucleate boiling, is still reason of numerous studies both for the intensifying of the process as a better understanding the mechanisms that govern it. The study on the effect of nano-structures applied to nucleate boiling, is motivated by previous research using nanofluid, the results indicated surface modifications and the consequent intensification of the process. The experiment was performed at the boiling temperature of water saturation (100 ° C), used as the working fluid and atmospheric pressure. As heating surface were used nano-structures composed of Constantan with substrate deposition of molybdenum, obtained by the method of Sputtering and maghemite through the process of evaporation (boiling). Samples were characterized through the techniques of scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and wetting test. Results obtained with the nano-structures were compared to the substrate Constantan, regarded as the standard sample and substrate rough, produced with a process of grinding the same material. Was found that the nanostructures increased wettability of the surface, especially deposition maguemita, and consequently increased the values of critical heat flux. On the other hand, the coefficient of heat transfer was improved only for high flows. Substrate samples had rough hydrophobic characteristics and obtained high thermal coefficient improved.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:13:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314946.pdf: 2567047 bytes, checksum: e628c1e61f4780d712bd26f9d270b31f (MD5) / Apesar dos avanços tecnológicos e mercadológicos nos processos produtivos de placas de porcelanato, os fenômenos físico-químicos e mecânicos que ocorrem durante a etapa de "polimento" deste produto ainda necessitam de maiores investigações. O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência de alterações mecânicas e químicas no processo de "polimento de placas de porcelanato". Em caráter químico, foram investigadas possíveis mudanças do coeficiente de atrito atuante durante o processamento, bem como do brilho final deste produto, oriundos da variação do pH de soluções utilizadas como fluido de corte para o processamento. Os ensaios foram conduzidos em uma máquina universal para este tipo de teste, que apresenta um cabeçote giratório e liberdade de movimento em três eixos. Foram utilizados diferentes quantidades de ciclos de "polimento", a fim de verificar a evolução do brilho com o decorrer dos ensaios. Foi verificada também a variação do pH da água utilizada como fluido de corte no processo. Para o estudo dos fenômenos mecânicos envolvidos, foi aperfeiçoado um esclerômetro a fim de que através de ensaios de riscamento pudessem ser estipulados os micro-mecanismos de corte atuantes durante o processo de "polimento de porcelanatos". Os resultados do ensaio de riscamento podem ser utilizados como uma aproximação do que ocorre durante o processo de usinagem com blocos abrasivos, viabilizando maior controle deste. Para que haja um melhor conhecimento da dispersão de abrasivos nos blocos, foram mapeadas algumas amostras. Os resultados dos riscos mostram que para a variação de carga ocorrida, o sistema de remoção de material apresenta característica frágil e um controle de força deve ser adotado no esclerômetro para investigações futuras. Os testes com fluido de corte mostraram a existência de variação do pH da água utilizada no processo. Quando modificado o fluido, mudanças nas respostas em brilho e coeficiente de atrito foram observadas, sendo que a solução empregada com pH 7, apresentou tendência aos maiores valores das duas propriedades.<br> / Abstract : Despite technological advances in porcelain stoneware tiles production processes, physicochemical and mechanical phenomenon that occur during the "polishing" stage, still require further investigation. This work aims to investigate the influence of mechanical and chemical changes in the porcelain stoneware tile polishing process. In chemical side were investigated presumable changes in the friction coefficient during the process and the final gloss of this product, from the pH variation of solutions used as lubricant. Tests were made on a universal wear machine that has a rotary head and three axis movements, with a number of different polishing cycles, to observe the gloss gain during the experiment. A pH variation was verified in the water used as lubricant during the process. For the mechanical phenomena study, was improved a sclerometer so that by a scratch test could be stipulated the operating micro-mechanism of wear during the porcelain stoneware tile polishing process. The scratching test results can be used as an approximation of what occurs during the wear process using abrasive blocks, producing most controlled results of this. To have knowledge of the abrasive dispersion in the blocks, some samples were mapped. The scratching test results have shown, for the load variation applied, a brittle mechanism of wear and a strenght control system must to be implemented in the sclerometer to further investigations. The tests with lubricant have shown a pH variation in the water used on the process. When the fluid changed, changes in brightness and coefficient of friction was observed, and the used solution at pH 7 showed a tendency to higher values of the two properties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 315030.pdf: 3432223 bytes, checksum: 84054f849bb4c014ae9bc3dca9e31665 (MD5) / Este estudo descreve rotas desenvolvidas para obter a estabilidade da fase anatase em temperaturas acima de 900oC, através da mistura via seco de titânia e estabilizantes (quartzo e sílica amorfa), prensagem e tratamento térmico em condições industriais típicas da cerâmica de revestimento. A avaliação das fases obtidas após tratamento térmico foi realizada por difração de raios-X e por microscopia eletrônica de varredura. Em termos de processamento, as composições que revelaram maior estabilidade da fase anatase foram aquelas em que se utilizou uma titânia com maior tamanho de partícula e com dopante quartzo. Após a avaliação dos resultados foram estudados os possíveis mecanismos de formação da fase anatase e como estes foram afetados pela adição dos dopantes. Por fim, propõe-se uma rota para a estabilização da fase anatase a partir das características da titânia, dopantes e tratamento térmico. A obtenção da fase anatase em revestimentos cerâmicos é promissora e está sendo amplamente estudada por diversos pesquisadores devido à propriedade fotocatalítica deste material, capaz de degradar uma grande variedade de poluentes orgânicos tóxicos em substâncias menos inofensivas.<br> / Abstract : This study describes routes developed to obtain the anatase phase stability at temperatures above 900oC, by blending via dried and titania stabilizers (quartz and amorphous silica), pressing and heat treatment in typical industry conditions of ceramic coating. The evaluation of the phase obtained after heat treatment was carried out by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. In terms of processing, the compositions that showed increased stability of anatase, were those which used a titania with higher particle size and with dopant quartz. After the evaluation of the results, we studied the possible mechanisms formation of the anatase phase and how they were affected by the addition of dopants. Finally, a route is proposed for stabilizing the anatase phase from the characteristics of titania, doping and thermal treatment. The anatase phase coatings are being extensively studied by many researchers due to photocatalytic property of the material, capable of degrading a variety of toxic organic pollutants into less harmless substances.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312238.pdf: 7758439 bytes, checksum: a54a25bc25452f0d460408668df133e4 (MD5) / O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento e a caracterização de materiais poliméricos com propriedades mecanocrômicas através de duas rotas: pela formação de cristais fotônicos e formação de excímeros. O domínio da técnica de fabricação de cristais fotônicos com propriedades elásticas ainda é recente e abre um imenso potencial para o estudo de propriedades mecanocrômicas, possibilitando o desenvolvimento de sensores e dispositivos. Com relação ao desenvolvimento dos cristais fotônicos a reação de síntese do látex do terpolímero de estireno-acrilato de butila-ácido acrílico foi conduzida por polimerização em emulsão utilizando-se como iniciador o persulfato de amônia (APS) e como surfactante o lauril sulfato de sódio (SLS). Paralelamente avaliou-se o efeito de diferentes percentuais dos monômeros (37,8%, 47,2%, 50%, 57,8% e 61,2% de estireno em massa; 36,6%, 38,2%, 47,2%, 50% e 56,8% de acrilato de butila em massa e 0%, 5,4% e 5,6% de ácido acrílico em massa) e tempo de reação sobre a temperatura de transição vítrea (Tg), tamanho de partícula, monômero residual e propriedades crômicas e mecanocrômicas do látex produzido. Ao látex produzido, em alguns casos, foi adicionado, sob tratamento ultrassônico, uma solução de sílica (para impedir a coalescência das nanoesferas do terpolímero elástico) juntamente com o agente Tri(propileno glicol) diacrilato (TPA), que melhora a propriedade de alongamento do filme. Com o objetivo de obter estruturas ordenadas os filmes foram obtidos por deposição gravitacional sob placa petri em atmosfera controlada (temperatura de 21°C) ou por "spin-coating". Os resultados de tamanho médio de partícula apresentados pelo MET mostraram valores entre 230-410 nm, adequados à formação de uma estrutura auto-organizada periódica para obtenção do efeito de difração de Bragg no visível. Porém os resultados de polidispersão dos látices não foram satisfatórios, com valores de 0,09 a 0,29. Apesar dos efeitos crômicos alcançados, estes resultados mostram que são necessários ajustes no sistema reacional da polimerização em emulsão do terpolímero para podermos alcançar resultados que sejam considerados monodispersos (até 0,04), e assim obtermos resultados crômicos mais intensos. Os resultados apresentados por MET demonstraram que a redução do tempo de reação de 14 horas para 7 horas não afetou significativamente o tamanho médio de partícula. Esta redução no tempo de reação também foi confirmada através da análise de cromatografia gasosa (CG), demonstrando que 7 horas de reação foram suficientes para obter um baixo percentual de monômero residual, ficando em menos de 0,25% para o estireno e menos que 0,12% para o acrilato de butila. Em alguns casos, verificou-se o fenômeno crômico nos filmes opacos coalescidos após o contato com etanol ou água, o que se deve à repelência das nanopartículas ao solvente, restaurando sua forma esférica original. Foi possível apresentar teste de estiramento manual onde o filme com sílica e TPA apresentou propriedade mecanocrômica. Ensaios de tração revelaram que o agente TPA confere maior elasticidade ao filme, aumentando em até 140% o alongamento dos mesmos. Na rota onde se utilizou a formação de excímeros para a obtenção do fenômeno mecanocrômico foi explorado um pigmento fotocrômico 4,40-Bis(2-benzoxazolil)-stilbeno (BBS) pela incorporação via extrusão e posterior prensagem a quente em matrizes poliméricas de PP, PEAD e EVA. O objetivo foi estudar a variação de cor sob irradiação UV das matrizes poliméricas quando submetidas a uma deformação mecânica (tração) a temperatura ambiente. Foram investigadas diferentes concentrações de pigmentos nas matrizes sob irradiação UV (360nm) e também com diferentes condições de processamento (resfriamento rápido e lento, temperatura de processamento maior e menor) e sua habilidade na quebra dos agregados de pigmento sob tração mecânica. As análises de fluorescência foram apresentadas verificando-se o aumento da intensidade da banda excímero com o aumento da concentração de BBS, e os resultados de fluorescência dos filmes antes e depois de serem estirados a uma taxa constante de deformação. Constatou-se que com o aumento da concentração de pigmento BBS, ocorre o aumento da banda excímero em 500nm em todas as matrizes estudadas (PP, EVA e PEAD). Os resultados de fluorescência demonstraram que em todas as matrizes estudadas houve a diminuição da banda excímero após a tração mecânica. Visualmente também foi possível observar alguma diferença de cor, apesar de discreta, sob irradiação UV dos filmes tracionados. Os resultados demonstraram que em praticamente todas as condições de processamento, a quebra dos agregados ocorreu a uma taxa de 1mm/min.<br> / Abstract : The present work has as main objective the development and characterization of polymeric materials with mechanochromic properties obtained by two routes: by formation of photonic crystals and by excimer formation. The technique for fabrication of photonic crystals with elastic properties is still new and opens a huge potential for the study of mechanochromic properties, enabling the development of sensors and devices. Regarding the development of photonic crystals, the reaction of synthesis of terpolymer latex of styrene-butyl acrylate-acrylic acid was conducted by emulsion polymerization using as initiator ammonium persulfate (APS) and sodium lauryl sulfate (SLS) as surfactant. In parallel, the effect of different percentages of monomers (37.8% to 47.2%, 50%, 57.8% and 61.2% by weight of styrene, 36.6%, 38.2%, 47 2%, 50% and 56.8% by weight of butyl acrylate and 0%, 5.4% and 5.6% by weight of acrylic acid) was evaluated, as well as the influence of reaction time on the glass transition temperature (Tg), particle size, residual monomer and chromic and mechanochromic properties of the produced latex. In some cases a solution of silica was added to the latex produced, under ultrasonic treatment (to prevent coalescence of the terpolymer elastic nanospheres) as well as tripropylene glycol diacrylate (TPA), which improves the elongation properties of the film. In order to obtain ordered structures films were also produced either by gravity controlled deposition under controlled atmosphere (21 °C) in petri dishes or by spin-coating. The results presented for average particle size by TEM showed values between 230-410nm, which are appropriate for the fabrication of a self-organized periodic structure that shows Bragg diffraction in the visible range. However, the polydispersity of the latices were not satisfactory, with values ranging from 0.09 to 0.29. Although chromic effects were achieved, the high polydispersity shows that adjustments are needed in the reaction system of emulsion polymerization of the terpolymer in order to achieve latices that are considered monodisperse (up to 0.04) and yield, therefore, more intense chromic effects. The results presented by TEM showed that the reduction of reaction time of 14 hours for 7 hours does not significantly affect the average particle size. This reduction in reaction time was also confirmed by analysis of gas chromatography (GC), showing that 7 hours of reaction were sufficient to obtain a low percentage of residual monomer, being less than 0.25% for styrene and less than 0.12% for butyl acrylate. In some cases, the a chromic effect was observed in opaque films coalesced after contact with ethanol or water, which is due to repellency of the nanoparticles to the solvent, resuming to its original spherical shape. Films containing silica and TPA were submited to manual stretching, showing mechanochomic properties. Tensile tests revealed that the TPA agent provides greater elasticity to the film, increasing elongation up to 140%. In order to obtain mechanochromic properties by formation of excimer formation, the photochromic dye 4.40-Bis (2-benzoxazolyl)-Stilbene (BBS) was incorporated into polymeric matrices of PP, HDPE and EVA, by extrusion and hot pressing. The aim was to study the color change under UV irradiation of the polymeric matrices when subjected to a mechanical deformation (tensile) at room temperature. Different concentrations of dye were tested in the matrices under UV irradiation (360nm) and also under different processing conditions (rapid and slow cooling; higher and lower processing temperature) and the ability of breaking the dye aggregates under mechanical traction was evaluated. Fluorescence analyses verified an increase in intensity of the excimer band with increasing concentration of BBS and the results of fluorescence of the films before and after being drawn at a constant rate of deformation. It was found that with increasing dye concentration, there is an increase in the excimer band at 500 nm in all matrices investigated (PP, EVA and HDPE). Fluorescence results showed that in all matrices investigated excimer band decreases after tensile strain. Visually it was also possible to observe some difference in color under UV irradiation of films, although discrete, after tensile strain. Results demonstrated that in almost all processing conditions, the breaking of the aggregates was observed at the rate of 1mm/min.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316894.pdf: 1582714 bytes, checksum: b26466155f25b08a87872403874114f7 (MD5) / Desejando-se avaliar o comportamento de materiais utilizados em aplicações específicas, torna-se necessário o uso de testes experimentais que simulem tal situação de trabalho da forma mais adequada possível. No caso específico de testes de impacto, existe uma variedade disponível, a saber, impacto quase estático, impacto de dinâmica baixa e impacto de dinâmica alta, etc. No presente trabalho deseja-se estudar diferentes configurações experimentais considerando os testes mencionados acima e avaliando-se numericamente os resultados esperados quando aplicados em testes balísticos. Os resultados obtidos a partir do estudo da literatura e dos cálculos conduzidos, mostram duas conclusões principais relacionadas aos testes de propriedades de impacto em materiais. A primeira é a velocidade de impacto tendo alta influência sobre a força de impacto, também quando a energia de impacto é considerada constante. Assim, recomenda-se a utilização de um teste experimental com parâmetros iguais a situação simulada, especificamente em energia e velocidade de impacto. A segunda é que os cálculos mostram ser possível a realização de testes precisos balísticos de nível III ou IV, utilizando-se uma estação simples de arma de gás leve (one-stage light-gas gun) com o auxílio de uma base de suporte baixo (sabot). O uso do sabot também fornece um aumento na flexibilidade da estação podendo-se utilizar projéteis com diferentes geometrias e tamanhos para as amostras de material em análise.<br> / Abstract : To properly evaluate materials for specific applications it is important to use experimental tests that match the application situation as best as possible. To be applied as impact tests there exist a variety of quasi-static tests, dynamic impact tests and highly dynamic impact tests. This work aims to show different design possibilities for impact test equipment of each type, to numerically analyze their potential and to evaluate the expected quality of the results of an application of said impact tests to ballistic threat experiments. The obtained results and conclusions from the studied literature and the conducted calculations show two answers about the material testing for impact properties. One is that the impact velocity has a significant influence on the impact force, also when considering the impact energy as constant. Therefore, it is recommendable to apply an experimental test that matches the simulated situation in impact energy and velocity. Second, the calculations have shown that it is possible to build a simple one-stage light-gas gun to achieve an exact replication of level III or level IV ballistic threats and therefore carry through precise testing, if utilizing a light-weight carrier as sabot. The usage of a sabot also provides an increased flexibility to the facility to test different bodies as impacting force on sample material.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313840.pdf: 3626066 bytes, checksum: 36583a96bd18a5e8057c148a84aeeb2b (MD5) / No presente trabalho foram avaliadas as características técnicas e microestruturas de um porcelanato industrial em diferentes espessuras. As propriedades avaliadas foram densidade aparente a verde, retração de queima, perda ao fogo, resistência mecânica, absorção de água, densidade aparente após queima, além da microestrutura. Foram estudados parâmetros de prensagem, como máxima pressão de compactação e ciclo de prensagem, além de analisada a queima em três temperaturas. Foi realizado ainda um estudo comparativo entre as propriedades técnicas e as microestruturas de porcelanatos de baixa espessura produzidos por prensagem ou tape casting. Os resultados mostraram que a redução da espessura do porcelanato, assim como a máxima temperatura de queima, afetam significantemente algumas características técnicas desses revestimentos, como microestrutura e propriedades físicas, tais como retração linear de queima, perda ao fogo, absorção de água, densidade aparente após queima e resistência mecânica. A máxima pressão de compactação em revestimentos de baixa espessura afeta parâmetros como retração linear de queima e densidade aparente a verde. Comparando-se a prensagem com o método de tape casting podem ser destacadas diferenças significativas na microestrutura e propriedades finais do material, como resistência mecânica e absorção de água.<br> / Abstract : In this work the mechanical properties and microstructure of porcelain tiles with different thicknesses were evaluated. The properties studied were bulk density, firing shrinkage, loss on ignition, mechanical strength, water absorption, bulk density after firing, as well as the microstructure. Pressing and sintering parameters, such as pressing pressure and cycle, and firing temperature were varied and analyzed. A comparative study was made between the technical properties and microstructure of low thickness porcelain produced by pressing and tape casting. The results showed that the reduction of the thickness of the porcelain, as well as the variation of the maximum firing temperature, significantly affect microstructure and technical characteristics of those porcelains, such as firing shrinkage, loss on ignition, water absorption, bulk density after firing and mechanical strength. The maximum pressing pressure in thin porcelain tiles affects parameters such as shrinkage and bulk density after firing. Comparing pressing and tape casting, differences in the microstructure and properties of the porcelain tiles were observed, such as mechanical strength and water absorption.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 1996 / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275110.pdf: 7589799 bytes, checksum: 4664c2499530f93020883384b80803bf (MD5) / A ferroxidação ou tratamento a vapor é um processo termoquímico largamente utilizado na indústria de componentes ferrosos sinterizados, com o objetivo de melhorar suas propriedades, tais como: resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência à compressão e promover o selamento da rede comunicante de poros. Neste trabalho realizou-se um estudo com o objetivo de avaliar a influência do processo de ferroxidação sobre o limite de resistência à tração, o alongamento, a dureza aparente e a adesividade da camada superficial, de componentes sinterizados em ferro puro. Tomando-se como material dois tipos de pó de ferro, um atomizado (ANCOR 1000C) e outro reduzido (ANCOR MH-100), produziu-se corpos de prova do tipo cotonete (MPA), em diferentes níveis de densidade. As amostras foram sinterizadas e ferroxidadas em condições industriais. Através dos resultados obtidos constatou-se que os níveis de oxidação atingido pelas amostras é função de sua densidade inicial e do tipo de pó de ferro utilizado. O limite de resistência a tração e a dureza aparente aumentam em todas as densidades ensaiadas, independente do tipo de pó de ferro. O alongamento tem seus valores severamente reduzidos após a ferroxidação. As amostras de média densidade produzidas com o pó de ferro atomizado (ANCOR 1000C), apresentaram os melhores resultados quanto a desividade da camada superficial. / The steam treatment is broadly a process thermochemical used in the industry of components ferrous sinterizados, with the objective of improving its properties, such as: resistance to the wear, resistance to the corrosion, resistance to the compression and to promote the sealing of the communicating net of pores. In this work it was made a study with the objective of evaluating the influence of the steam treatment process on the resistance limit to the traction, the prolongation, the apparent hardness and the adhesiveness of the superficial layer, of component sinterizados in pure iron. Using as material, two types of powder of iron, an atomized (ANCOR 1000C) and another reduced (ANCOR MH-100), it was produced bodies of test of the type "swab " (MPA), in different density levels. The samples were sinterizadas and steam treatment in industrial conditions. Through the obtained results it was verified that, the level of oxidation of the samples is function of your initial density and of the type of powder of used iron. The resistance limit to the traction and the apparent hardness increase in all the rehearsed densities, independent of the type of powder of iron. The prolongation has your values severely reduced after the steam oxidation The samples of medium density produced with the powder of atomized iron (ANCOR 1000C), presented the best results as the adhesiveness of the superficial layer.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211274.pdf: 2313477 bytes, checksum: d8e611a778aaf5b01158db3d791c3c25 (MD5) / Nas indústrias de fabricação e transformação os custos relacionados à disposição de resíduos industriais constitui um item significativo no custo total de produção. Por essa razão, existe um grande interesse no desenvolvimento de novos processos para reduzir sua quantidade e recuperar sub-produtos úteis. Nesta investigação foi considerada a possibilidade de sintetizar pigmentos cerâmicos com as estruturas de mulita e alumina obtidas a partir de resíduo de anodização de alumínio, derivado de unidades de tratamento de água residual industrial. O alto conteúdo de alumina contido no resíduo calcinado e constância na sua composição torna-o muito atrativo para o processo de reciclagem. São detalhada a síntese e a caracterização dos pigmentos cerâmicos obtidos a alta temperatura por reação no estado sólido. As propriedades físico-químicas e óticas dos pigmentos foram investigadas mediante determinação das coordenadas colorimétricas, composição química, análise microestrutural e mineralógica e construção das curvas espectrais. Finalmente, os pigmentos obtidos foram testados em vidrados cerâmicos para verificar o desenvolvimento da cor e a estabilidade dos mesmos. A adição dos óxidos de Cr, Fe e Mn (até 15% em peso) gerou diferentes tonalidades e a cor desenvolvida nos testes de aplicação é dependente do tipo de vidrado utilizado (composição, nível de opacidade e natureza dos cristais). Em cada sistema e nas condições testadas a cor mostrou-se estável.