Avanços tecnológicos geram a necessidade de materiais com propriedades cada vez melhores, de acordo com a sua aplicação final. Compósitos de alumina com adição de partículas de carbeto são uma opção promissora de aplicação estrutural. Neste trabalho foi estudada a influência da diferença de distribuição e tamanho de partículas de duas aluminas comerciais, a adição de 1,5 e 6% em volume de carbeto de nióbio e a adição de 500 ppm de óxido de magnésio, nas propriedades microestruturais e mecânicas de compósitos à base de alumina. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial e isostática, sinterizados em forno de resistência de grafite a temperaturas de 1600, 1650, 1700 e 1750°C, por trinta minutos, em atmosfera com pressão positiva de argônio. As amostras obtidas foram avaliadas quanto à densidade, microestrutura e propriedades mecânicas. Também foram realizados ensaios de difusão para verificar a reatividade química entre pares formados por amostras de alumina e ferro fundido cinzento. As características físicas e químicas das aluminas comerciais utilizadas acarretaram diferenças nos materiais finais; os compósitos produzidos com alumina A16 apresentaram densidade maior do que os produzidos com alumina A1000, nas mesmas condições; assim como os valores de dureza também foram maiores. A adição de 6vol% de carbeto de nióbio à matriz de alumina retarda o início da sinterização, enquanto que a adição de 1,5vol% não provoca mudanças sensíveis na cinética de densificação em relação aos materiais sem adição. Os valores de densidade e dureza dos compósitos contendo 1,5vol% de NbC foram superiores nas menores temperaturas de sinterização utilizadas. Os melhores resultados de densificação (>96% Dt) e dureza (>15GPa) foram obtidos para compósitos produzidos com alumina A16 e adição de 1,5% de NbC. / The worldwide technological advances generate the needs of improved materials with better properties, according to its final purpose. Alumina composites with the addition of carbide particles have become an interesting option for structural applications. This work studies the influence of two commercial aluminas with different particle size and the adding of 1.5 and 6% in volume of niobium carbide and MgO 500 ppm in microstructural and mechanical properties of the composite. Samples were prepared by uniaxial and isostatic pressing and sintering was carried out in a graphite resistance furnace at 1600, 1650, 1700 and 1750°C for thirty minutes in Ar atmosphere. The obtained samples were evaluated sintering behavior, density, microstructure and mechanical properties, diffusion tests were realized to verify chemical reactivity between pairs formed by alumina and gray cast iron samples. The differences between aluminas caused some changes on the composites final properties. The composites produced with A16 alumina presented density about 2% higher than those produced with A1000 alumina. Similarly, the hardness also showed higher values. The carbide niobium added to the matrix of alumina delayed the sintering start, with an increase of about 30% in shrinkage initial states, when 6% of NbC was added. Composite with addition of 1,5% of NbC have higher density and hardness, even at lower sintering temperatures. The adding of niobium carbide to the alumina matrix and higher sintering temperatures provided higher density, hardness and fracture toughness to the composite. The best densification and hardness results of were obtained for composites produced with alumina A16 and when 1.5% of NbC was added.

Avanços tecnológicos geram a necessidade de materiais com propriedades cada vez melhores, de acordo com a sua aplicação final. Compósitos de alumina com adição de partículas de carbeto são uma opção promissora de aplicação estrutural. Neste trabalho foi estudada a influência da diferença de distribuição e tamanho de partículas de duas aluminas comerciais, a adição de 1,5 e 6% em volume de carbeto de nióbio e a adição de 500 ppm de óxido de magnésio, nas propriedades microestruturais e mecânicas de compósitos à base de alumina. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial e isostática, sinterizados em forno de resistência de grafite a temperaturas de 1600, 1650, 1700 e 1750°C, por trinta minutos, em atmosfera com pressão positiva de argônio. As amostras obtidas foram avaliadas quanto à densidade, microestrutura e propriedades mecânicas. Também foram realizados ensaios de difusão para verificar a reatividade química entre pares formados por amostras de alumina e ferro fundido cinzento. As características físicas e químicas das aluminas comerciais utilizadas acarretaram diferenças nos materiais finais; os compósitos produzidos com alumina A16 apresentaram densidade maior do que os produzidos com alumina A1000, nas mesmas condições; assim como os valores de dureza também foram maiores. A adição de 6vol% de carbeto de nióbio à matriz de alumina retarda o início da sinterização, enquanto que a adição de 1,5vol% não provoca mudanças sensíveis na cinética de densificação em relação aos materiais sem adição. Os valores de densidade e dureza dos compósitos contendo 1,5vol% de NbC foram superiores nas menores temperaturas de sinterização utilizadas. Os melhores resultados de densificação (>96% Dt) e dureza (>15GPa) foram obtidos para compósitos produzidos com alumina A16 e adição de 1,5% de NbC. / The worldwide technological advances generate the needs of improved materials with better properties, according to its final purpose. Alumina composites with the addition of carbide particles have become an interesting option for structural applications. This work studies the influence of two commercial aluminas with different particle size and the adding of 1.5 and 6% in volume of niobium carbide and MgO 500 ppm in microstructural and mechanical properties of the composite. Samples were prepared by uniaxial and isostatic pressing and sintering was carried out in a graphite resistance furnace at 1600, 1650, 1700 and 1750°C for thirty minutes in Ar atmosphere. The obtained samples were evaluated sintering behavior, density, microstructure and mechanical properties, diffusion tests were realized to verify chemical reactivity between pairs formed by alumina and gray cast iron samples. The differences between aluminas caused some changes on the composites final properties. The composites produced with A16 alumina presented density about 2% higher than those produced with A1000 alumina. Similarly, the hardness also showed higher values. The carbide niobium added to the matrix of alumina delayed the sintering start, with an increase of about 30% in shrinkage initial states, when 6% of NbC was added. Composite with addition of 1,5% of NbC have higher density and hardness, even at lower sintering temperatures. The adding of niobium carbide to the alumina matrix and higher sintering temperatures provided higher density, hardness and fracture toughness to the composite. The best densification and hardness results of were obtained for composites produced with alumina A16 and when 1.5% of NbC was added.

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2002

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Materiais e Processos de Construção). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Resumo: Os compósitos são materiais atrativos para a indústria aeronáutica, devido a alta resistência mecânica em relação ao peso significativamente baixo. Isso possibilita a redução de custos ao mesmo tempo que mantém suas propriedades físicas. Quando se utiliza diferentes reforços os compósitos se caracterizam como híbridos, os quais têm o benefício de combinar as vantagens das diferentes fibras e reduzir, simultaneamente, os seus atributos menos desejáveis. Dentre os processos de manufatura de compósitos, o RTM tem sido de grande interesse, o que pode ser justificado pela maior facilidade de fabricação com um custo relativamente baixo quando comparado a outros métodos tradicionais como a autoclave. Porém, por se tratar de um processo no qual um molde rígido fechado é usado, muitas tensões residuais podem ser inseridas na matriz. Além disso, em se tratando de híbridos, durante a cura pode haver mudanças nas propriedades relacionadas ao fenômeno da relaxação das cadeias poliméricas. Sendo assim, ter conhecimento do comportamento do material, com base nas relaxações das cadeias, é fundamental e isso pode ser realizado pelas análises dinâmico-mecânicas. Assim, o objetivo deste trabalho foi compreender o efeito dos dois reforços no fenômeno de relaxação da matriz epóxi por meio de propriedades viscoelásticas. Essas propriedades foram obtidas pela análise dinâmico-mecânica de dois compósitos híbridos, reforçados com fibras de carbono e de vidro em matriz epóxi. Esses compósitos foram pr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Composites are attractive materials for the aircraft industry due to have high mechanical strength to a significantly underweight, which make possible the cost reduction keeping, at the same time physical properties. The use of different reinforcements it is possible and, then, the composite is characterized as hybrid, which have benefit to combine advantages of different fibers, reducing, simultaneously, their less desirable characteristics. Among the RTM, it has been of great interest due to the ease of manufacture in a relatively low cost compared to other traditional methods such as autoclaving. However, because it is a process in which a closed rigid mold is used, many residual stresses could be occurred in the matrix. Furthermore, regarding hybrid composites, during the cure process changes in properties related to the relaxation phenomenon of the polymeric chains could occur, which has a great influence on the physical properties of the advanced composite. Therefore, it is essential to have information about the relaxation phenomena, which is provided by dynamic mechanical analysis. The objective of this work was to understand the effect of two different reinforcements in the relaxation phenomena of epoxy matrix through viscoelastic properties. These properties were obtained by dynamic mechanical analysis of the hybrid composite reinforced with carbon fiber glass epoxy matrix, which was processed by RTM and compared to those produced with carbon fiber and glass fiber. ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Através de uma síntese livre de solventes, foi preparado um compósito condutor de eletricidade a base de poli (sebacato de glicerol) (PGS) e polipirrol (PPy). Amostras contendo 1, 3 e 5% de PPy foram preparados, procedendo com a reação de cura, formando placas de 6 x 6 x 0,3 cm. A reação de polimerização do PGS foi confirmada por GPC, ATR-FTIR e RMN. Comparando a obtenção das placas de PGS controle e dos compósitos PGS/PPy, observou-se que o tempo de cura das amostras diminuiu 50%. Os filmes foram caracterizados por análises térmica e dinâmico mecânicas, indicando que os compósitos são termicamente estáveis. A matriz se comporta como um elastômero a temperatura ambiente. A condutividade elétrica dos filmes de compósito é da ordem de 10 -5 S/cm, caracterizando um material semicondutor. Baseado nas características químicas da matriz, a propriedade de autorreparação foi investigada, tanto para o PGS quanto para os compósitos com PPy. Os resultados mostraram que os filmes podem recuperar sua integridade mecânica após serem cortados ao meio e reparados a 130 °C por 24 h, mantendo também a condutividade elétrica. O PGS e o PPy são bons candidatos para aplicações médicas e, em termos de propriedades mecânicas e de condutividade elétrica, são semelhantes ao tecido do miocárdio. Desta forma, foram avaliadas as propriedades de degradação e citocompatibilidade in vitro, mostrando grande potencial para que os compósitos possam ser usados como coadjuvantes no tratamento de doenças do coração.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2014

Elastômeros termoplásticos baseados em SEBS encontram aplicações em diversas áreas. Novos sistemas híbridos utilizando SEBS estão sendo estudados, visando à obtenção de materiais com melhores propriedades mecânicas, térmicas e com boa processabilidade. Neste trabalho foram estudados três tipos diferentes de composições à base de SEBS, visando compreender o efeito de cada componente adicionado. Inicialmente, foram preparadas misturas SEBS/óleo mineral e materiais híbridos SEBS/POSS contendo nanopartículas de POSS com diferentes grupos pendentes. A seguir, foram estudados sistemas mais complexos constituídos por uma matriz de SEBS//PP/óleo mineral contendo diferentes teores dos POSS previamente testados (1 a 5 phr). Todos os sistemas foram preparados em câmara de mistura e analisados através de suas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas, e através de análises de dureza, densidade e de morfologia. Os resultados mostraram que a adição do óleo e dos POSS afetou a fase elastomérica do TPE, diminuindo sua Tg. Porém, a adição dos POSS afetou as propriedades mecânicas, resultando em um significativo aumento na resistência à tração, na deformação na ruptura e no módulo de armazenamento do SEBS com a adição do POSS contendo grupos isobutila e aminosilano. Esses resultados indicam interação com a fase rígida do TPE. Nos sistemas preparados com a matriz SEBS/PP/óleo mineral não foi observada a diminuição da Tg do componente elastomérico, mas houve aumento nas propriedades mecânicas. As análises reológicas demonstraram que o SEBS se manteve em estado de ordenamento a 200 ºC, mesmo com a adição de PP e plastificante. / Thermoplastic elastomers based on SEBS find applications in many areas. New hybrid systems using SEBS are being studied aiming to obtain better mechanical and thermal properties, and good processability. In this work, three different sets of SEBS-based compositions were studied to understand the effect of each added component. First, SEBS/mineral oil blends and hybrid SEBS/POSS materials containing POSS nanoparticles with different pendant groups were studied. Then, more complex systems containing a SEBS/PP/mineral oil matrix and different amounts of the previously tested POSS (1 to 5 phr) were studied. All the systems were prepared in a melt mixer and analysed through their mechanical, rheological, thermal and dynamic-mechanical properties and through hardness, density and morphological determinations. The results showed that the addition of oil and POSS affected the elastomeric phase of the TPE, decreasing its Tg. However, the addition of the POSS affected the mechanical properties, producing a sifnificative increase in the SEBS tensile strength, in the elongation at break and in storage modulus with the addition of the POSS containing isobutyl and aminosilane pendant groups. These results showed the interaction with the rigid phase of the TPE. In the systems prepared with the SEBS/PP/oil matrix a decrease of Tg was not observed, but an increase in mechanical properties was found. The rheological analyses showed that the SEBS kept an ordered morphology at 200 ºC, even after addition of PP and the plasticizer.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Estruturas de Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Joaquim Azevedo Figueiras