Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvaroCPG_DISSERT.pdf: 5603649 bytes, checksum: a174104255aac25a9810c32081bc2cd1 (MD5) Previous issue date: 2014-04-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Thermal insulation is used to protect the heated or cooled surfaces by the low thermal conductivity materials. The rigid ricin polyurethane foams (PURM) are used for thermal insulation and depend on the type and concentration of blowing agent. Obtaining PURM occurs by the use of polyol, silicone, catalyst and blowing agent are pre -mixed, reacting with the isocyanate. The glass is reusable, returnable and recyclable heat insulating material, whose time of heat dissipation determines the degree of relaxation of its structure; and viscosity determines the conditions for fusion, operating temperatures, annealing, etc. The production of PURM composites with waste glass powder (PV) represents economical and renewable actions of manufacturing of thermal insulating materials. Based on these aspects, the study aimed to produce and characterize the PURM composites with PV, whose the mass percentages were 5, 10, 20, 30, 40 and 50 wt%. PURM was obtained commercially, while the PV was recycled from the tailings of the stoning process of a glassmaking; when the refining process was applied to obtain micrometer particles. The PURM + PV composites were studied taking into account the standard sample of pure PURM and the influence of the percentage of PV in this PURM matrix. The results of the chemical, physical and morphological characterization were discussed taking into account the difference in the microstructural morphology of the PURM+PV composites and the pure PURM, as well the results of the physicochemical, mechanical e thermophysical tests by values obtained of density, hardness, compressive strength, specific heat, thermal conductivity and diffusivity. In general, the structure of pure PURM showed large, elongated and regular pores, while PURM+PV composites showed irregular, small and rounded pores with shapeless cells. This may have contributed to reducing their mechanical strength, especially for PURM - PV50. The hardness and density were found to have a proportional relationship with the PV content on PURM matrix. The specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity showed proportional relationship to each other. So, this has been realized that the increasing the PV content on PURM matrix resulted in the rise of diffusivity and thermal conductivity and the decrease of the specific heat. However, the values obtained by the PURM composites were similar the values of pure PURM, mainly the PURM-PV5 and PURM-PV10. Therefore, these composites can be applied like thermal insulator; furthermore, their use could reduce the production costs and to preserve the environment / O isolamento t?rmico ? empregado na prote??o de superf?cies aquecidas ou resfriadas atrav?s de materiais de baixa condutividade t?rmica. As espumas r?gidas de poliuretano de mamona (PURM) s?o utilizadas para o isolamento t?rmico e dependem do tipo e da concentra??o do agente de expans?o. O vidro ? um material isolante t?rmico reutiliz?vel, retorn?vel e recicl?vel, cujo tempo de dissipa??o do calor determina o grau de relaxa??o da sua estrutura e a viscosidade determina as condi??es de fus?o, temperaturas de trabalho, recozimento, etc. A produ??o de comp?sitos de PURM com rejeito de p? de vidro (PV) representa a??es econ?micas e renov?veis de fabrica??o de materiais isolantes t?rmicos. Baseado nestes aspectos, o trabalho objetivou a produ??o e caracteriza??o de comp?sitos de PURM com PV 5, 10, 20, 30, 40 e 50 % em massa. A PURM foi obtida comercialmente, enquanto que o PV foi reaproveitado do rejeito do processo de lapida??o de uma ind?stria vidreira, cujo processo de refino foi utilizado para se obter part?culas microm?tricas. Os comp?sitos de PURM + PV foram estudados levando-se em considera??o o padr?o de refer?ncia PURM pura e a influ?ncia do percentual de PV desta matriz. Os resultados das caracteriza??es qu?micas, f?sicas e morfol?gicas foram apresentadas e discutidas levando-se em considera??o a diferen?a na morfologia estrutural dos comp?sitos do PURM e da PURM pura e os valores obtidos nos ensaios de massa espec?fica, dureza, resist?ncia ? compress?o, condutividade t?rmica, calor espec?fico e difusividade t?rmica. Em geral, a estrutura da PURM pura apresentou poros regulares alongados e grandes, enquanto que os comp?sitos de PURM + PV apresentaram poros irregulares, pequenos e arredondados com presen?a de c?lulas disformes, o que p?de ter contribu?do na redu??o de sua resist?ncia mec?nica, principalmente para a PURM-PV50. A dureza e a massa espec?fica revelaram ter uma rela??o proporcional com o teor de PV na matriz de PURM. O calor espec?fico, condutividade e difusividade t?rmica apresentaram rela??es proporcionais entre si. Assim, foi percebido que o aumento do teor de PV na matriz de PURM proporcionou um aumento da difusividade t?rmica e da condutividade t?rmica e a diminui??o do calor espec?fico. Contudo, os valores apresentados pelos comp?sitos de PURM foram similares aos valores da PURM pura, principalmente os comp?sitos PURM-PV5 e PURM-PV10. Portanto, estes comp?sitos podem ser aplicados como isolantes t?rmicos, al?m disto, o seu uso poderia reduzir os custos de fabrica??o e preservar o meio ambiente

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcioCSM_TESE.pdf: 957118 bytes, checksum: 7c10d815ada900ecb0efde8936a6064e (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / The growing concern with the solid residues management, observed in the last decade, due to its huge amount and impact, has motivated the search for recycling processes, where these residues can be reprocessed to generate new products, enlarging the cycle of materials and energy which are present. Among the polymeric residues, there is poly (ethylene terephthalate) (PET). PET is used in food packaging, preferably in the bottling of carbonated beverages. The reintegration of post-consumer PET in half can be considered a productive action mitigation of environmental impacts caused by these wastes and it is done through the preparation of several different products at the origin, i.e. food packaging, with recycling rates increasing to each year. This work focused on the development and characterization mechanical, thermal, thermo-mechanical, dynamic mechanical thermal and morphology of the pure recycled PET and recycled PET composites with glass flakes in the weight fraction of 5%, 10% and 20% processed in a single screw extruder, using the following analytical techniques: thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), tensile, Izod impact, Rockwell hardness, Vicat softening temperature, melt flow rate, burn rate, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and scanning electron microscopy (SEM). The results of thermal analysis and mechanical properties leading to a positive evaluation, because in the thermograms the addition of glass flakes showed increasing behavior in the initial temperatures of thermal decomposition and melting crystalline, Furthermore was observed growing behavior in the mechanical performance of polymer composites, whose morphological structure was observed by SEM, verifying a good distribution of glass flakes, showing difference orientation in the center and in the surface layer of test body of composites with 10 and 20% of glass flakes. The results of DMTA Tg values of the composites obtained from the peak of tan ? showed little reductions due to poor interfacial adhesion between PET and recycled glass flakes. / A crescente preocupa??o com a gest?o de res?duos s?lidos, observada na ?ltima d?cada, em virtude de sua enorme quantidade e impacto ambiental, tem motivado a busca por processos de reciclagem, onde estes res?duos podem ser reprocessados de modo a gerarem novos produtos, ampliando o ciclo dos materiais e energia neles contidos. Dentre os res?duos polim?ricos, destaca-se o poli(tereftalato de etileno) (PET). O PET ? utilizado em embalagens de alimentos, preferencialmente, no envase de bebidas carbonatadas. A reintegra??o do PET p?s-consumo ao meio produtivo pode ser considerada uma a??o mitigat?ria dos impactos ambientais causados por estes res?duos e j? ? realizada por meio da obten??o de diversos produtos diferentes ao da origem, ou seja, embalagens para alimento, com taxas de reciclagem crescente a cada ano. Este trabalho focou o desenvolvimento e a caracteriza??o mec?nica, t?rmica, termo-mec?nica, termo-din?mico-mec?nica e morfol?gica do PET reciclado processado e dos comp?sitos de PET reciclado com flocos de vidro na fra??o em peso de 5%, 10% e 20% processados em uma extrusora rosca simples, utilizando as seguintes t?cnicas de an?lise: termogravimetria (TG), calorimetria explorat?ria diferencial (DSC), tra??o uniaxial, impacto Izod, dureza Rockwel, temperatura de amolecimento Vicat, ?ndice de fluidez, taxa de queima, an?lise termo-din?mico-mec?nica (DMTA) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Os resultados das an?lises t?rmicas e das propriedades mec?nicas conduziram a uma avalia??o positiva, pois nos termogramas as adi??es dos flocos de vidro mostraram comportamento crescente nas temperaturas inicial de decomposi??o t?rmica e de fus?o cristalina, al?m disso, observou-se comportamento crescente no desempenho mec?nico dos comp?sitos polim?ricos, cuja estrutura morfol?gica foi observada por MEV, verificando uma boa distribui??o dos flocos de vidro, apresentando diferen?a na orienta??o no centro e na camada superficial do corpo de prova dos comp?sitos com 10 e 20% de flocos de vidro. Nos resultados de DMTA os valores de Tg dos comp?sitos obtidos a partir do pico de tan ?, apresentaram pequenas redu??es, devido a pobre ades?o interfacial entre o PET reciclado e os flocos de vidro.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseFSJ_TESE.pdf: 4970258 bytes, checksum: fcd6ec64fc7d0cdced502c9b8b4dd5f9 (MD5) Previous issue date: 2012-11-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The 15Kh2MFA steel is a kind of Cr-Mo-V family steels and can be used in turbines for energy generation, pressure vessels, nuclear reactors or applications where the range of temperature that the material works is between 250 to 450?C. To improve the properties of these steels increasing the service temperature and the thermal stability is add a second particle phase. These particles can be oxides, carbides, nitrites or even solid solution of some chemical elements. On this way, this work aim to study the effect of addition of 3wt% of niobium carbide in the metallic matrix of 15Kh2MFA steel. Powder metallurgy was the route employed to produce this metallic matrix composite. Two different milling conditions were performed. Condition 1: milling of pure 15Kh2MFA steel and condition 2: milling of 15Kh2MFA steel with addition of niobium carbide. A high energy milling was carried out during 5 hours. Then, these two powders were sintered in a vacuum furnace (10-4torr) at 1150 and 1250?C during 60 minutes. After sintering the samples were normalized at 950?C per 3 minutes followed by air cooling to obtain a desired microstructure. Results show that the addition of niobium carbide helps to mill faster the particles during the milling when compared with that steel without carbide. At the sintering, the niobium carbide helps to sinter increasing the density of the samples reaching a maximum density of 7.86g/cm?, better than the melted steel as received that was 7,81g/cm?. In spite this good densification, after normalizing, the niobium carbide don t contributed to increase the microhardness. The best microhardness obtained to the steel with niobium carbide was 156HV and to pure 15Kh2MFA steel was 212HV. It happened due when the niobium carbide is added to the steel a pearlitic structure was formed, and the steel without niobium carbide submitted to the same conditions reached a bainitic structure / O a?o 15Kh2MFA, da fam?lia dos a?os CrMoV, pode ser utilizado em turbinas para gera??o de energia, vasos de press?o, reatores nuclear ou aplica??es, onde o material ? submetido a temperaturas de servi?o entre 250 e 450?C. Uma forma de melhorar as propriedades do a?o, para que ele trabalhe a temperaturas mais altas ou que se torne mais est?vel ? adicionar part?culas de segunda fase na sua matriz. Estas part?culas podem estar na forma de ?xidos, carbetos, nitretos ou at? mesmo em solu??o s?lida quando alguns elementos qu?micos s?o adicionados ao material. Neste contexto, este trabalho objetiva estudar o efeito da adi??o de 3% de carbeto de ni?bio na matriz met?lica do a?o 15Kh2MFA. Para isto a metalurgia do p? foi a rota empregada para a produ??o deste comp?sito de matriz met?lica. Para tal, duas moagens distintas foram realizadas. A primeira com o a?o 15Kh2MFA e a segunda com o a?o 15Kh2MFA com adi??o de 3% de carbeto de ni?bio. A moagem de alta energia foi realizada durante 5 horas. Em seguida, os dois p?s produzidos foram sinterizados em um forno a v?cuo (10-4torr) a temperaturas de 1150?C e 1250?C durante 60 minutos. Ap?s a sinteriza??o as amostras foram submetidas ao tratamento t?rmico de normaliza??o a 950?C. Os resultados mostraram que a adi??o do carbeto de ni?bio ajuda o processo de cominui??o das part?culas, quando comparado com o a?o sem o carbeto de ni?bio. O carbeto de ni?bio tem um papel fundamental na densifica??o das amostras durante a sinteriza??o, levando a densidade 7,86g/cm?, que ? maior do que a densidade do a?o fundido recebido que era de 7,81g/cm?. Apesar desta boa densifica??o, ap?s a normaliza??o, o NbC n?o contribuiu de forma significativa para aumento da dureza, onde a melhor dureza obtida para o a?o com NbC foi de 156HV e para o a?o puro foi de 212HV. Isto se deve ao fato de que, quando o NbC foi adicionado ao a?o, formou-se uma estrutura perl?tica, enquanto que, com o a?o sem adi??o de NbC, submetido as mesmas condi??es, obteve-se uma estrutura bain?tica

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdnaMSC_DISSERT.pdf: 4754889 bytes, checksum: 7ba8ec4a5f3d11921ca74b85b2fe0b3b (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This employment has the function the utilization of mango seeds Tommy Atkins, like starch source to obtain biopolymers and fibers source and nanowhiskers cellulose also, that will be use like reinforcing fillers in micro and nanobiocomposites polymeric. The fibers in natura removed from tegument mango seed were characterized, as weel as the treated fibers and nanowhiskers of cellulose extracted from them. The starch extracted from seed s almond showed a good performance (32%) and a high purity. The chemicals analyzes, of crystallinity and morphological of the fibers in natura, treated fibers and nanowhiskers of cellulose confirmed the efficacy of the chemical treatement performed to remove amorphous constituents (hemicellulose and lignina). The thermoplastic starch (TPS) obtained from two sources, corn starch and starchy material mango, was produced in a twin screw extruder with compositon mass of 62,5% of starch, 9,4% of water and 28,1% of glycerol. The starch material mango was the main objective of this work for the production of biodegradable materials, and the starch corn was utilized during the production stage to evaluate the processability of the starch and use as parameter for comparison, according of being a conventional source for obtaining conventional comercial starch. The incorporation of fibers (6% in mass) and nanowhiskers cellulose (1% in mass) in matrix of TPS to obtain composite and nanocomposite, respectively, it was performed in single screw extruder. The biocomposites and bionanocomposites polymeric were obtained and the TPS from starchy material mango presented better results of thermal and mechanicals properties when compared to TPS corn starch. Concludes that the sediment generated of the agroindustrial processing mango used presents potencial to producing of biodegradables materials / Este trabalho apresenta como objetivo a utiliza??o de caro?os da manga Tommy Atkins, como fonte de amido para obten??o de biopol?meros e, tamb?m, como fonte de fibras e nanowhiskers de celulose, que foram utilizadas como cargas refor?antes em micro e nanobiocomp?sitos polim?ricos. As fibras in natura removidas do tegumento do caro?o de manga foram caracterizadas, bem como as fibras tratadas e nanowhiskers de celulose extra?dos a partir delas. O amido extra?do das am?ndoas do caro?o apresentou um bom rendimento (32%) e elevado grau de pureza. As an?lises qu?micas, de cristalinidade e morfol?gicas das fibras in natura, fibras tratadas e nanowhiskers de celulose confirmaram a efic?cia do tratamento qu?mico realizado em remover os constituintes amorfos (hemicelulose e lignina). O amido termopl?stico (TPS) obtido de duas fontes, amido de milho e material amil?ceo de manga, foi produzido em extrusora rosca dupla com a composi??o em massa de 62,5% de amido, 9,4% de ?gua e 28,1% de glicerol. O material amil?ceo de manga foi o objetivo principal deste trabalho para produ??o de materiais biodegrad?veis, e o amido de milho foi utilizado durante a etapa de produ??o para avaliar a processabilidade do amido e utilizar como par?metro de compara??o, em fun??o de ser uma fonte convencional de obten??o de amido comercial. A incorpora??o das fibras (6% em massa) e nanowhiskers de celulose (1% em massa) em matriz de TPS para obter comp?sitos e nanocomp?sitos, respectivamente, foi realizada em extrusora monorosca. Os biocomp?sitos e bionanocomp?sitos polim?ricos foram obtidos e os TPS do material amil?ceo de manga apresentaram melhores resultados de propriedades t?rmicas e mec?nicas quando comparados aos TPS de amido de milho. Concluiu-se que os res?duos gerados do processamento agroindustrial da manga utilizados apresentaram potencial para a produ??o de materiais biodegrad?veis

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoCCC_Tese.pdf: 6036178 bytes, checksum: 727254139329ebb7c43b5e0b8663b5e9 (MD5) Previous issue date: 2011-05-13 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / The obtaining of ceramic materials from polymeric precursors is subject of numerous studies due to lower energy costs compared to conventional processing. The aim of this study is to investigate and improve the mechanism for obtaining ceramic matrix composite (CMC) based on SiOC/Al2O3/TiC by pyrolysis of polysiloxane in the presence of an active filler and inert filler in the pyrolysis temperature lower than the usually adopted for this technique, with greater strength. It also investigates the influence of pyrolysis temperature, the content of Alas active filler, the presence of infiltrating agents (Al, glass and polymer) after pyrolysis, temperature and infiltration time on some physical and mechanical properties. Alumina is used as inert filler and Al and Ti as active filler in the pyrolysis. Aluminum, glass and polysiloxane are used as agents infiltrating the post-pyrolysis. The results are analyzed with respect to porosity and bulk density by the Archimedes method, the presence of crystalline phases by X-ray diffraction (XRD) and microstructure by scanning electron microscopy (SEM). The ceramic pyrolyzed between 850 ?C 1400 ?C contain porosity 15% to 33%, density 2.34 g/cm3 and flexural strength at 4 points from 30 to 42 MPa. The microstructure features are porous, with an array of Al2O3 reinforced by TiC particles and AlTi3. The infiltration post-pyrolysis reveals decrease in porosity and increase density and strength. The composites have potential applications where thermal stability is the main requirement / A obten??o de materiais cer?micos a partir de precursores polim?ricos ? objeto de in?meros estudos devido ao menor custo energ?tico em rela??o ao processamento convencional. O objetivo deste trabalho foi investigar e aprimorar o mecanismo de obten??o de comp?sito de matriz cer?mica (CMC) baseado em SiOC/Al2O3/TiC pela pir?lise de um polissiloxano em presen?a de cargas ativa e inerte, em temperatura de pir?lise inferior ? usualmente adotada para essa t?cnica, com maior resist?nci mec?nica. Tamb?m se investiga a influ?ncia da temperatura de pir?lise, do teor de Al como carga ativa, da presen?a de agentes infiltrantes (Al, vidro de La e pol?mero polissiloxano) p?s-pir?lise, da temperatura e do tempo de infiltra??o sobre algumas propriedades f?sicas e mec?nicas. A alumina ? utilizada como carga inerte e Ti e Al como carga ativa na pir?lise. Alum?nio, vidro de La e um polissiloxano s?o utilizados como agentes infiltrantes p?s-pir?lise. Os materiais obtidos foram analisados com rela??o ? porosidade e densidade aparente pelo m?todo de Arquimedes, a presen?a de fases cristalinas por difratometria de raios-X (DRX) e a microestrutura por microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Os corpos cer?micos pirolisados entre 850 ?C 1400 ?C apresentam porosidade de 15 -33%, densidade de 2,34 2,62 g/cm3 e resist?ncia mec?nica ? flex?o em 4 pontos de 30 -42 MPa. A microestrutura apresentou-se porosa, com uma matriz de Al2O3 refor?ada por part?culas de TiC e AlTi3. A infiltra??o p?s-pir?lise revelou redu??o da porosidade e incremento da densidade, dos corpos infiltrados, em torno de 20% e da resist?ncia mec?nica em torno de 40%, com o Al e o pol?mero agindo mais eficazmente como agentes infiltrantes, sob v?cuo. As propriedades mec?nicas de comp?sitos processados sem press?o de compacta??o se apresentaram equivalentes ?quelas de algumas literaturas em que se utilizou press?o de compacta??o e retra??o linear de apenas 2%, bem. Os comp?sitos obtidos apresentam potencial de aplica??o onde estabilidade t?rmica ? o principal requisito.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseAMN_DISSERT.pdf: 2578831 bytes, checksum: 78ca7925672b7876fad1b54e774b3827 (MD5) Previous issue date: 2010-12-30 / With the objective to promote sustainable development, the fibres found in nature in abundance, which are biodegradable, of low cost in comparison to synthetic fibres are being used in the manufacture of composites. The mechanical behavior of the curau? and pineapple leaf fibre (PALF) composites in different proportions, 25% x 75% (P1), 50% x 50% (P2) e 75% x 25% (P3) were respectively studied, being initially treated with a 2% aqueous solution of sodium hydroxide. Mechanical analyses indicated that with respect to studies of traction, for the combination of P1 and P3, better results of 22.17 MPa and 16.98 MPa, were obtained respectively, which are higher than that of the combination P2. The results of the same pattern were obtained for analysis of bending resistance where P1 is 1.21% and P3 represents 0.96%. In the case of resistance to bending, best results were obtained for the combination P1 at 49.07 MPa. However, when Young's modulus values were calculated, the values were different to the pattern of the results of other tests, where the combination P2 with the value of 4.06 GPa is greater than the other combinations. This shows that the PALF had a greater influence in relation to curau? fibre. The analysis of the results generally shows that in combinations of two vegetable fibers of cellulosic origin, the fiber which shows higher percentage (75%) is the best option than to the composition of 50%/50%. In the meantime, according to the results obtained in this study, in the case where the application should withstand bending loads, the better composition would be 50%/50% / Com o objetivo de promover o desenvolvimento sustent?vel, as fibras encontradas em abund?ncia na natureza, que s?o biodegrad?veis e de baixo custo quando comparado com as fibras sint?ticas, vem sendo utilizadas na aplica??o de produ??o de comp?sitos. Neste trabalho foi analisado o comportamento mec?nico ? partir do ensaio de tra??o e flex?o, em um comp?sito h?brido tendo como matriz uma resina sint?tica ortoft?lica refor?ada com fibras de curau? e fibras da folha de abacaxizeiro (PALF), nas propor??es de 25% x 75% (P1), 50% x 50% (P2) e 75% x 25% (P3), respectivamente, com as fibras de curau? e as fibras da folha do abacaxizeiro sendo tratadas quimicamente por uma solu??o aquosa de hidr?xido de s?dio (NaOH) com 8% de concentra??o. As an?lises mec?nicas indicaram que com rela??o aos estudos de tra??o, para a combina??o P1 e P3, foram obtidas melhores resultados de 22,17 MPa e 16,98 MPa, respectivamente, que ? maior que da outra combina??o de P2. Os resultados do mesmo padr?o foram obtidos para an?lise de flex?o onde P1 ? 1,21% e P3 de 0,96% que s?o maiores do que o resultado obtido da combina??o P2. No caso de resist?ncia ? flex?o, melhores resultados foram obtidos para a combina??o P1 de 49,07 MPa. Mas, quando foi calculado o m?dulo de Young, os valores foram diferentes do padr?o dos resultados dos outros testes realizados, com a combina??o P2 com o valor de 4,06 GPa que ? maior que das outras combina??es. Isto mostra que as fibras PALF tiveram uma influ?ncia maior com rela??o ? fibra de curau?. A an?lise dos resultados em geral demonstra que nas combina??es de duas fibras vegetais celul?sicas, uma ou a outra fibra com porcentagem maior (75%) ? a melhor op??o do que na composi??o de 50%/50%, entretanto no caso onde a aplica??o ser? para suportar cargas de flex?o, a melhor composi??o seria 50%/50%

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucieneMR_DISSERT.pdf: 3721446 bytes, checksum: 16ced8820ae92014f7d8c365770f515c (MD5) Previous issue date: 2011-08-11 / In the present research work, composites were prepared using pine apple leaf fibres (PALF) as reinforcement with unsaturated polyester resin as matrix, incorporating with fire retardant at different compositions. The PALF was obtained from the decortication of pine apple leaves obtained from Ramada 4 from Ielmo Marinho in the State of Rio Grande do Norte. The unsaturated polyester resin and the catalyzer were bought from the local establishment. The fire retardant, aluminium tri-hydroxide - Al(OH)3 was donated by Alcoa Alum?nio S.A and was used in the proportions of 20%, 40% and 60% w/w. Initially the fibres were treated with 2% NaOH for 1 hour, to remove any impurities present on the fibre surface, such as wax, fat, pectin and pectate, in order to have a better adsorption of the fibres with the matrix as well as the flame retardant. The fibre mat was prepared in a mat preparator by immersion, developed in the Textile Engineering Laboratory, at the UFRN. The composites (300x300x3 mm) were prepared by compression molding and the samples (150x25x3 mm) for analysis of the properties were cut randomly using a laser cutter. Some of the cut samples were used to measure the smoke emission and fire resistance using UL94 standard. Mechanical tension-extension and flexural properties were carried in CTG?s RN and the Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos Engenharia de Materiais UFRN , as well as SEM studies were carried out at N?cleo de Estudos em Petr?leo e G?s Natural - UFRN . From the observed results, it was noted that, there was no marked influence of the fire retardant on the mechanical properties. Also in the water absorption test, the quantity of water absorbed was less in the sample with higher concentration of fire retardant. It was also observed that the increase in the proportion of the fire retardant increased the time of burning, may be due to the compactness of the composite due to the presence of fire retardant as a filling material even though it was meant to reduce the rate of inflammability of the composite / Na presente pesquisa foram desenvolvidos comp?sitos com fibras da folha do abacaxizeiro (PALF - Pineapple Leaf Fiber), utilizando resina de poli?ster insaturado como matriz, incorporando retardante de chama em diferentes composi??es. As fibras da folha do abacaxizeiro foram obtidas na ramada 4 do munic?pio de Ielmo Marinho no Estado do Rio Grande do Norte. A resina de poli?ster insaturado e o catalisador foram comprados no com?rcio. O retardante de chama de alumina trihidratada (hidr?xido de alum?nio - Al(OH)3) foi doado pela empresa Alcoa Alum?nio S.A. e foi utilizado em propor??es de 20%, 40% e 60% do peso do material utilizado na fabrica??o dos comp?sitos. As PALFs foram tratadas com 2% de hidr?xido de s?dio, por 1 hora, para eliminar as impurezas superficiais tais como ceras, gorduras, pectinas e pectatos, para que houvesse uma melhor ades?o da matriz ?s fibras, bem como do retardante de chama. As mantas de fibras foram preparadas num preparador de manta por imers?o, desenvolvido no Laborat?rio de Engenharia T?xtil da UFRN. Os comp?sitos (300x300x3 mm) foram moldados por compress?o e as amostras (150x25x3 mm) para an?lise das propriedades foram cortadas, em diferentes posi??es da placa do comp?sito com aux?lio de uma m?quina de laser. As propriedades mec?nicas de tra??o e flex?o em tr?s pontos foram realizadas no CTG?s RN e no Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos de Engenharia de Materiais da UFRN. Os testes da emiss?o de fuma?a e resist?ncia ao fogo foram realizados no Laborat?rio de Engenharia T?xtil da UFRN, utilizando a norma UL94. As amostras resultantes das propriedades mec?nicas foram avaliadas no MEV do N?cleo de Estudos em Petr?leo e G?s Natural da UFRN. Com base nas an?lises dos resultados nos ensaios mec?nicos, observou-se que o retardante de chama n?o tem influ?ncia significativa. Tamb?m observou-se que no ensaio de abosor??o de ?gua, quanto maior a concentra??o de retardante de chama, a quantidade de ?gua absorvida ? menor. No teste de inflamabilidade, observou-se que quanto maior a concentra??o de retardante de chama, maior o tempo de queima. Pode ser conclu?do que a presen?a de retardante de chama, al?m de atuar como inibidor de chama, tamb?m atua como uma carga que influ?ncia a compacta??o do comp?sito e desta forma reduz a taxa de queima

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MayaraSCFL_DISSERT.pdf: 5165682 bytes, checksum: c5b249c3b897f27db4e517452be9b9ce (MD5) Previous issue date: 2012-04-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Composites based on PEEK + PTFE + CARBON FIBER + Graphite (G_CFRP) has increased application in the top industries, as Aerospace, Aeronautical, Petroleum, Biomedical, Mechanical and Electronics Engineering challenges. A commercially available G_CFRP was warmed up to three different levels of thermal energy to identify the main damage mechanisms and some evidences for their intrinsic transitions. An experimental test rig for systematize a heat flux was developed in this dissertation, based on the Joule Effect. It was built using an isothermal container, an internal heat source and a real-time measurement system for test a sample by time. A standard conical-cylindrical tip was inserted into a soldering iron, commercially available and identified by three different levels of nominal electrical power, 40W (manufacturer A), 40W (manufacturer B), 100W and 150W, selected after screening tests: these power levels for the heat source, after one hour of heating and one hour of cooling in situ, carried out three different zones of degradation in the composite surface. The bench was instrumented with twelve thermocouples, a wattmeter and a video camera. The twelve specimens tested suffered different degradation mechanisms, analyzed by DSC (Differential Scanning Calorimetry) and TG (Thermogravimetry) techniques, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive X-Rays (EDX) Analysis. Before and after each testing, it was measured the hardness of the sample by HRM (Hardness Rockwell M). Excellent correlations (R2=1) were obtained in the plots of the evaporated area after one hour of heating and one hour of cooling in situ versus (1) the respective power of heat source and (2) the central temperature of the sample. However, as resulting of the differential degradation of G_CFRP and their anisotropy, confirmed by their variable thermal properties, viscoelastic and plastic properties, there were both linear and non-linear behaviour between the temperature field and Rockwell M hardness measured in the radial and circumferential directions of the samples. Some morphological features of the damaged zones are presented and discussed, as, for example, the crazing and skeletonization mechanism of G_CFRP / Comp?sitos baseados em matrizes polim?ricas de PEEK e PTFE, refor?adas com fibra de carbono e grafite (G_CFRP) apresentam crescente aplica??o e desafios ? Engenharia nas ind?strias Aeroespacial, Aeron?utica, de Petr?leo, Biom?dica, Mec?nica e Eletr?nica. Um comp?sito G_CFRP foi aquecido em tr?s n?veis de energia t?rmica para identificar os principais mecanismos de dano e algumas evid?ncias em suas transi??es de mecanismos. Uma bancada experimental foi desenvolvida para sistematizar o fluxo t?rmico com base no Efeito Joule. Foi constru?da usando-se um recipiente isot?rmico, uma fonte quente interna e um sistema de medidas em tempo real para ensaiar um corpo-de-prova (CP) de cada vez. Uma ponta c?nica-cil?ndrica foi inserida em um ferro de soldar, comercialmente dispon?vel e identificado por tr?s diferentes n?veis de pot?ncia el?trica, 40W (fabricante A), 40W (fabricante B), 100W e 150W, selecionados ap?s ensaios piloto: estes n?veis de pot?ncia para a fonte quente, ap?s uma hora de aquecimento e uma hora de resfriamento in situ, promoveu tr?s zonas diferentes de degrada??o na superf?cie do comp?sito. A bancada foi instrumentada com doze termopares, um watt?metro e uma c?mera de v?deo. Os doze C.P. ensaiados apresentaram diferentes mecanismos de degrada??o, analisados pelas t?cnicas de Calorimetria Diferencial Explorat?ria (DSC) e Termogravimetria (TG), e pelas an?lises de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e Energia Dispersiva de Raios-X (EDS). Antes e ap?s cada ensaio, foram feitos ensaios de dureza Rockwell M (HRM). Excelentes correla??es (R2=1) foram obtidas nas curvas da ?rea evaporada ap?s uma hora de aquecimento e uma hora de resfriamento in situ versus (1) a respectiva pot?ncia da fonte quente e (2) a temperatura central do C.P. entretanto, como resultado da degrada??o diferencial do G_CFRP e da sua anisotropia, confirmadas por suas propriedades t?rmicas vari?veis, propriedades viscoel?sticas e viscopl?sticas, houve comportamentos linear e n?o-linear entre o campo de temperatura e a HRM medidos nas dire??es radial e circunferencial dos C.P. Algumas peculiaridades morfol?gicas das zonas de dano s?o apresentadas e discutidas, como, por exemplo, os mecanismos de dano por crazing e esqueletiza??o do G_CFRP

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaphaelSF_DISSERT.pdf: 3572126 bytes, checksum: c44c0bf716695541147f2e019fde49de (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The growing demand in the use of hybrid composite materials makes it essential a better understanding of their behavior face of various design conditions, such as the presence of geometric discontinuities in the cross section of structural elements. This way, the purpose of this dissertation is a study of the mechanical response (strength and stiffness), modes (characteristics) of fracture and Residual Strength of an hybrid polymeric composite with and without a geometric discontinuity in its longitudinal section (with a reduction in the cross section) loaded by uniaxial tension. This geometric discontinuity is characterized by central holes of different diameters. The hybrid composite was fabricated as laminate (plate) and consisting of ortho-tereftalic polyester matrix reinforced by 04 outer layers of Jute fibers bidirectional fabrics and 01 central layer of E-glass bidirectional fabric. The laminate was industrially manufactured (Tecniplas Nordeste Ind?stria e Com?rcio Ltda.), obtained by the hand lay-up technique. Initially, a study of the volumetric density of the laminate was made in order to verify its use in lightweight structures. Also were performed comparative studies on the mechanical properties and fracture modes under the conditions of the specimens without the central hole and with the different holes. For evaluating the possible influence of the holes in the structural stability of the laminate, the Residual Strength of the composite was determined for each case of variation in hole diameter. As a complementary study, analyses of the macroscopic final fracture characteristic of the laminates were developed. The presence of the central hole of any sizes, negatively changed the ultimate tensile strength. Regarding the elastic modulus, moreover, the difference found between the specimens was within the range of tests displacement, showing the laminate stability related to the stiffness / A crescente demanda na utiliza??o dos materiais comp?sitos h?bridos torna imprescind?vel uma melhor compreens?o do seu comportamento frente ?s mais diversas condi??es de projeto, como a presen?a de descontinuidades geom?tricas nos elementos estruturais. Nesse sentido, a proposta desta disserta??o ? um estudo envolvendo a resposta mec?nica (resist?ncia e rigidez), os modos (caracter?sticas) da fratura e Resist?ncia Residual de um laminado comp?sito h?brido de matriz polim?rica com e sem presen?a de descontinuidade geom?trica em sua se??o longitudinal (com redu??o da se??o transversal), sob a a??o de tra??o uniaxial. Essa descontinuidade geom?trica ? caracterizada por furos centrais de diferentes di?metros. O laminado comp?sito h?brido foi confeccionado na forma de placa e composto por matriz poli?ster orto-tereft?lica refor?ada por 04 camadas externas de tecidos bidirecionais de fibras de juta e 01 camada central de tecidos bidirecionais de fibras de vidro-E. O laminado foi fabricado industrialmente (Tecniplas Nordeste Ind?stria e Com?rcio Ltda.), obtido atrav?s do processo de lamina??o manual (hand lay-up). Inicialmente, foi feito um estudo da densidade volum?trica do laminado, de modo a comprovar sua aplica??o em estruturas leves. Foram realizados estudos comparativos entre as propriedades mec?nicas nas condi??es dos corpos de prova sem o furo e com os diferentes di?metros do furo. Para a avalia??o de poss?vel influ?ncia da presen?a dos furos centrais na estabilidade estrutural do laminado, a Resist?ncia Residual foi determinada para cada caso de varia??o do di?metro do furo. Como estudo complementar, an?lises macrosc?picas da caracter?stica de fratura final dos laminados foram desenvolvidas. A presen?a do furo central, independente do di?metro, influiu de forma danosa, principalmente na resist?ncia ?ltima ? tra??o. Quanto ao m?dulo de elasticidade, por outro lado, a diferen?a encontrada entre os corpos de prova apresentou-se dentro da faixa da dispers?o dos ensaios, mostrando estabilidade com rela??o ? rigidez do laminado