Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294797.pdf: 4976680 bytes, checksum: 6e9a43f87decd9c4c4ae69ed22325f3e (MD5) / Neste trabalho foi realizado um amplo estudo, explorando vários protocolos de sínteses de partículas de MoS2, procurando a melhor morfologia para ser utilizada como aditivo em óleos lubrificantes para compressores herméticos. Foram sintetizadas micro e nanopartículas de MoS2 em diferentes morfologias (esferas, nanoesferas, tubos, nanotarugos e nanoflores) pelos métodos hidrotérmicos e solvotérmicos. Também foram sintetizadas partículas híbridas de carbono (esferas e nanotubos) impregnadas com nanopartículas de MoS2. A morfologia das nanopartículas é fortemente influenciada pelos parâmetros de sínteses (temperatura, tempo, solvente e concentração dos reagentes) e também pela adição de agentes modificadores (surfactantes e polímeros). A morfologia adotada para utilizar como aditivo em óleos lubrificantes foi a de nanoflores com diâmetros aproximados de 250 nm. Para funcionar como aditivo lubrificante as nanoflores passaram por um tratamento com etanol absoluto em autoclave, que promove sua desidratação e torna suas superfícies lipofílicas, permitindo formar suspensões em óleos lubrificantes que apresentam boa estabilidade. Serão apresentados vários testes tribológicos de óleos lubrificantes para compressores aditivados com nanoflores de MoS2 com bons resultados. Para o caso de um óleo naftênico após aditivado com nanoflores de MoS2, observa-se uma redução excepcional de 200 % no coeficiente de atrito em relação ao óleo não aditivado.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-22T18:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242364.pdf: 1335146 bytes, checksum: 1ba8d2567d8d80f3d238a5eb00c22253 (MD5) / A inserção de átomos de nitrogênio, hidrogênio ou carbono nos intersticiais da liga Sm2Fe17 promove sensíveis melhorias em suas propriedades magnéticas, sendo a fase Sm2Fe17Nx de grande interesse na indústria de materiais magnéticos de alto desempenho. Geralmente, a modificação intersticial é realizada através de reação gás-sólido em reator de volume constante ou sob fluxo gasoso. Devido à morosa difusão dos átomos nos intersticiais da liga, o processamento através da reação gás-sólido requer tempos da ordem de dezenas de horas, o que torna o processo economicamente pouco competitivo em escala comercial. Trabalhos anteriores em nosso grupo de pesquisa demonstraram a viabilidade da produção do intersticial Sm2Fe17Nx na pós-descarga de plasma excitado por microondas com redução no tempo de processamento para tipicamente 1h. Porém, o sucesso na modificação intersticial via plasma está fortemente relacionado com características que, transcendendo a estequiometria, exigem refinadas condições de homogeneidade da liga base Sm2Fe17. Assim sendo, neste trabalho buscou-se um ajuste nos parâmetros do plasma (fluxos gasosos, temperatura, pressão, tempo de processamento), a fim de se obter o intersticial Sm2Fe17Nx em uma liga de procedência diversa das estudadas anteriormente em nosso grupo e com diferenciadas condições de homogeneidades. A caracterização da liga foi feita através de difratometria de raios x (DRX), microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), enquanto que as propriedades magnéticas dos intersticiais obtidos foram avaliadas através de magnetômetro de amostra vibrante (VSM).

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T21:25:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 235230.pdf: 1454209 bytes, checksum: 404837b8e270f64b40c6dd3ce98ba7e8 (MD5) / Neste trabalho apresentamos a síntese e caracterização de esferas ocas sub-micrométricas de Ni-P amorfo pela redução auto-catalítica (eletroless) de hidróxido de níquel coloidal precipitado sobre a superfície de vesículas formadas através da auto organização de moléculas anfifílicas. A fonte de níquel utilizada foi o NiSO4.6H2O em solução aquosa , o redutor o hipofosfito de sódio, o que implicou na incorporação de quantidades significativas de fósforo ao deposito metálico, com a formação de ligas Ni-P que são amorfas à difração de raios-x (DRX). A anfifílica utilizada foi o SDS (dodecil sulfato de sódio). Mostraremos que o diâmetro da esfera de Ni formada e conseqüentemente da vesícula para uma mesma temperatura é dependente da concentração da anfifílica, do pH e também da concentração salina. Apresentaremos três conjuntos de resultados. No primeiro a concentração de NaOH é de 0,192 Molar e a concentração de SDS foi variada em 0,035 mM, 0,173 mM e 0,578 mM, obtendo assim, três amostras A1,A2 e A3 respectivamente. No segundo conjunto (A4, A5 e A6) a concentração de NaOH é elevada para 0,288 M utilizando as mesmas concentrações de SDS anteriores. E para o ultimo conjunto (A7, A8 e A9) a concentração de NaOH foi elevada para 0,380 M, ou seja o dobro em relação ao primeiro conjunto, e as concentrações de SDS foram mantidas as mesmas. As amostras foram lavadas e decantadas por centrifugação por varias vezes e sequencialmente com água, álcool e acetona, com o objetivo de retirar possíveis resíduos que ficaram na superfície da esfera. Após a secagem a vesícula que serviu como máscara é removida por calcinação a 100oC sob vácuo durante 2 horas, o que permitiu eliminar tanto o solvente quanto a máscara de moléculas anfifílicas restando apenas a casca esférica metálica livre de hidrocarbonetos. A caracterização das esferas ocas formadas foi acompanhada por MEV, EDS, DRX, DSC, e IR.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291812.pdf: 8438669 bytes, checksum: bcffa6380dc6e36dd7d1695d6cf45e8a (MD5) / Determinados componentes mecânicos possuem uma alta complexidade geométrica, necessitando serem produzidas em diversas etapas e em partes separadas. Para a junção dessas partes existem diversos processos de união que garantem uma boa integração, por exemplo, a união por sinterização também conhecida como sinterbonding. Este trabalho experimental teve por objetivo estudar a união de dois componentes de ligas ferrosas, em particular a influência dos parâmetros de sinterização nas características da interface de junção e na resistência mecânica do componente unido. Foram estudadas quatro composições diferentes de uma mistura de pó de ferro e cobre (Fe puro, Fe+2%Cu, Fe+4%Cu e Fe+6%Cu), obtidos corpos de prova cilíndricos por compactação a 500 MPa, e sinterizados com diferentes tempos e temperaturas (1120 °C: 30 e 60 min; 1150°: 30 e 60 min) sob ação de uma carga (0,1 MPa). Parte das amostras foram sinterizadas com um filme de cobre aplicado na interface a ser unida por sinterização. Por meio da análise da interface de junção e ensaios de flexão foi possível observar que as amostras sinterizadas em maiores tempos, temperaturas e teor de cobre apresentaram uma interface de junção mais homogênea e uma resistência mecânica mais alta. Foi também observado a ocorrência de união sem a adição de filme de cobre na interface quando as misturas de pós apresentarem quantidades superiores a 4% de cobre em peso na composição química, devido à formação de fase líquida transiente durante a sinterização.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-23T03:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349632.pdf: 3335885 bytes, checksum: 7f0257fdbe334e299c25558c041ab64c (MD5) Previous issue date: 2017 / O presente estudo visa apresentar uma rota para obtenção de porosidade superficial em substratos de zircônia, utilizando um processo de deposição de camadas para a produção de sistemas com porosidade controlada a serem aplicados, principalmente, em próteses de zircônia. O objetivo do desenvolvimento foi mimetizar estruturas naturais, como ossos e dentes, ambos com gradientes estruturais para desempenhar diferentes papéis: estimular o crescimento de novo tecido ósseo e a osteointegração, ou atuar como interface entre componentes dissimilares. Desta forma, o objetivo principal deste estudo foi produzir um gradiente de porosidade na superfície de substratos de zircônia, através da deposição consecutiva de camadas com tamanhos de poros diferentes - obtido pelo empacotamento de partículas esféricas de diferentes tamanhos; a produção de camadas homogêneas (somente um tamanho de partículas/poros) foi necessária a fim de se otimizar cada parcela precursora do gradiente. As deposições foram feitas por dip coating, utilizando suspensões cerâmicas de grânulos esféricos de zircônia (Z40, Z70 e Z100 ? nomeados após análise de tamanho médio de partícula, em µm) para formar diferentes porosidades. Os primeiros ensaios testaram três condições do pó Z40: não tratado, pré-sinterizado (1150ºC) e sinterizado (1500ºC); e posteriormente, a adição de partículas finas (F) ao sistema, a fim de interferir na coesão entre partículas maiores. A segunda parte dos testes considerou as outras duas camadas (Z70 e Z100), com sua relação de F otimizada, e a deposição consecutiva das três camadas para alcançar o gradiente de porosidade. A porosidade desejada foi obtida com o pó precursor pré-sinterizado, que garantiu o formato esférico das partículas durante todo o processo; a presença de F produziu pontes de ligação entre partículas grossas, aumentando a coesão das camadas, influenciando diretamente em sua resistência mecânica. O tratamento térmico entre imersões (em camadas com deposições sequenciais) foi necessário para prevenir a perda de material depositado para o meio aquoso. A presença das camadas aumentou a resistência à flexão dos substratos puros de zircônia; suas espessuras (ou o número de imersões), porém, não foram relevantes na melhoria da resistência. O gradiente de porosidade mostrou-se viável de ser produzido, com potencial para ser aplicado em próteses de zircônia, tanto para modificação superficial como para impregnação com componentes medicamentosos. / Abstract : The present study was conducted to present a route to obtain surface porosity on zirconia substrates, using a layer-by-layer deposition process for the production of controlled porosity systems, to be primarily applied on zirconia prostheses. The goal of the development was to mimic natural structures, such as bones and teeth, both presenting structural gradients to perform different roles: stimulate growth of new bone tissue and/or osteointegration, or act as interface between dissimilar components. Thus, the main objective of this study was to produce a gradient of porosity on the surface of zirconia substrates through consecutive deposition of layers with different pore sizes ? obtained by the packing of spherical particles of different sizes; production of homogeneous layers (only one particle/pore size) was needed in order to optimize each precursor portion of the gradient. The depositions were made by dip coating, using ceramic suspensions of zirconia spherical granules (Z40, Z70 and Z100 ? named after particle size, d50, in µm) to form different porosities. First tests were made with Z40 powder under three conditions: untreated, pre-sintered (1150°C) and sintered (1500°C); followed by addition of fine particles (F) to the system to investigate improvement of cohesion among large particles. The second part of the tests considered the other two layers (Z70 and Z100), with optimized F content, and the consecutive deposition of all layers to reach the porosity gradient. The desired porosity was obtained with the pre-sintered precursor powder, which ensured the spherical shape of the particles throughout the whole process; the presence of F guaranteed cohesion between coarse particles, enhancing mechanical properties of the layers. Heat treatment between immersions (on sequential deposited layers) was necessary to prevent loss of deposited material into the aqueous medium. The presence of layers increased flexural strength of pure zirconia substrates; however, its thicknesses (or number of immersions) were not relevant on the resistance improvement. The porosity gradient was feasible to be produced, with potential to be applied in zirconia prostheses, both for surface modifications and/or impregnation of medical components.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329552.pdf: 2401283 bytes, checksum: c446a5d3a57a430222147984466eb6e5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta o estudo comparativo entre uma massa de porcelanato técnico submetido à queima rápida (fast firing) ou queima convencional. A queima rápida consiste em submeter um compactado de massa de porcelanato a uma alta taxa de aquecimento em uma temperatura máxima de queima por um tempo suficiente para que ocorram as transformações desejadas e comparáveis às características tecnológicas especificas de um porcelanato queimado de modo convencional. A massa na forma de pó atomizado foi conformada por prensagem uniaxial a 450 kgf/cm², obtendo corpos de prova de 20 mm x 80 mm em espessuras de 2 e 4mm. A queima convencional foi realizada em ciclos de 60 min em temperaturas entre 1120ºC e 1260ºC com patamar de 3-15 min. Já a queima rápida foi realizada nas mesmas temperaturas da queima convencional com ciclos de 3, 5, 10 e 15min. As propriedades físicas tecnológicas e as microestruturas foram avaliadas por diagrama de gresificação, módulo de ruptura à flexão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos na queima rápida a partir de temperaturas acima de 1210ºC com tempo de 10 min apresentaram valores de absorção de água similares aos obtidos por queima convencional a 1180ºC. O aumento do tempo de queima eleva os valores de densidade aparente e módulo de ruptura à flexão a níveis superiores ao exigido pelas normas NBR 15463.<br> / Abstract : This work presents a comparative study between porcelain tiles submitted to fast firing or conventional firing. The fast firing consisted in submitting a compacted body at a high heating rate up to a maximum firing temperature for a time that the desired changes occur to reach the specific technological features of a porcelain tile obtained by the conventional firing method. A spray-dried powder was formed by uniaxial pressing at 450 kgf/cm² into specimens of dimensions 20 mm x 80 mm with thicknesses of 2 and 4 mm. The conventional firing cycles were performed in 60 min at temperatures between 1120 °C and 1260 °C, with 3-15min holding times. The fast firing was performed at the same temperatures that the conventional firing with cycles of 3, 5, 10 and 15min. Technological, physical and microstructural properties were evaluated by diagrams of gresification, flexural strength measurements and scanning electronic microscopy. The fast fired tiles at temperatures above 1210 °C presented water absorption values similar to those obtained by conventional firing at 1180 °C. Increased firing times increases the bulk density values and leads to modulus of rupture values exceeding those required by the NBR 15463 standards.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332776.pdf: 23184383 bytes, checksum: 749db9e964655ef40a4dea78d7a3d7f0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nos últimos anos esferas de materiais carbonáceos e híbridos de carbono com metal, de tamanho micro e nanométrico, com a possibilidade de terem suas propriedades ajustáveis tem despertado interesse de muitos pesquisadores devido as suas potenciais aplicações. Um dos métodos que tem se mostrado promissor para a produção de tais materiais é o método hidrotérmico. Esta técnica dá acesso a esferas de carbono individuais e com baixo desvio padrão de tamanho. Neste trabalho são estudadas sínteses de esferas de carbono através do tratamento hidrotérmico de glicose com o auxílio de redutores com o objetivo de entender os aspectos de reação e formação das destas esferas. Posteriormente foram criadas rotas para a produção de materiais esféricos híbridos de carbono-níquel utilizando técnicas como o método hidrotérmico, incipiente wetness e refuxo. Como rota alternativa para a produção de esferas de carbono foram utilizadas micro-ondas como fonte de energia produzindo esferas similares às produzidas pelo método convencional. Dois testes em aplicações foram feitas, esferas de carbono em teste tribológico a seco e um híbrido de carbono-níquel como oxidante de glicerol. Ambos apresentaram resultados promissores. A caracterização das amostras foi feita com as técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEVEC), espectroscopia de energia dispersiva (EED), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Raman, espectroscopia de infravermelho e análise elementar CHNS.<br> / Abstract : In the last years spheres of carbonaceous materials and carbonmetal hybrid materials, with size range from nano to micrometers, with tunable properties have been the interest of many researchers, due to their possible applications. One of the promising methods to synthesize such materials is the hydrothermal method. This thecnique gives access to individual carbon spheres with low size distribution. In the present work carbon spheres syntheses are studied through the hydrothermal treatment of glucose aided by reducing agents with the goal to understand the carbon spheres reaction and formation aspects. After that carbon-nickel hybrid spherical material routes were created using techniques like hydrothermal method, incipient wetness and reflux. As an alternative route microwaves were used to create carbon spheres similar to those using the conventional hydrothermal method. Two applications were tested, one with carbon spheres as dry lubricant and another with a hybrid material as glycerol oxidant. Characterization techniques used in this work were X ray diffraction, scanning electron microscopy, field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive X ray microscopy, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy and elemental analisys CHNS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345806.pdf: 7155565 bytes, checksum: 1253d0afab5fd8eeca3a8da2f312b9a9 (MD5) Previous issue date: 2016 / Reatores de energia nuclear geram rejeitos, e estes podem representar uma séria ameaça ao meio ambiente. Rejeitos nucleares líquidos multicomponentes ricos em boro e sódio são solúveis em água e, portanto faz-se necessário desenvolver tecnologias para imobiliza-los. Aerogéis produzidos por secagem supercrítica são notórios por sua alta área superficial e porosidade. Ao secar um gel em condições próximas à ambiente tem-se um ambigel com características similares. Com uma área superficial menor mas com a facilidade de processamento estes ambigéis são adequados para estabilização de rejeitos nucleares líquidos. Ambigéis de sílica foram sintetizados para se investigar quais fatores teriam uma influência sobre o ganho de massa de rejeito. Dois fatores foram avaliados: o tratamento térmico de pré-sinterização e o tempo de imersão no rejeito. Para tal fim foi elaborado um rejeito nuclear multicomponente simulado, rico em H3BO3, NaCl e outros compostos de sódio, com base na composição real das usinas de Angra I e II. Foi demonstrado que nenhum dos dois fatores têm um impacto significativo sobre o ganho de massa, considerando-se os limites testados (100 a 350 °C e 24 a 72 horas).Estes géis foram capazes de absorver uma grande carga de rejeito (>45 %w) e permitiram uma sinterização a temperaturas relativamente baixas (1100 °C) alcançando uma alta densidade. Também foi verificada a presença de uma camada rica em rejeito na superfície exterior dos géis.<br> / Abstract : Nuclear reactors in power plants generate waste, these wastes can pose a serious threat to the environment. Multicomponent liquid nuclear waste rich in boron and sodium are soluble in water and therefore developing technologies for their immobilization becomes even more necessary.Aerogels produced via super-critical drying are notorious for their high surface area and porosity. Drying a wet gel near ambient conditions will create an ambigel instead witch shares similar characteristics With less surface area but easier processing these ambigels are suitable as a trap for liquid nuclear waste.Silica ambigel were produced via sol-gel route to analyze which of two factors would impact on the waste load: pre-sintering heat treatment and/or immersion time in a liquid nuclear waste. For that a simulated multicomponent liquid nuclear waste, rich in H3BO3, NaCl and other sodium compounds was prepared, based on the real composition of Angra I and II reactor waste.We demonstrate that none of the two factors showed significant influence over the tested ranges (100 to 350°C and 24 to 72 hours).It was found that these gels are able to retain a high waste load (>45%w) and allow for relatively low sintering temperature (1100 °C) to turn into a high density wasteform. We have also light on the formation of a highly waste rich layer on the outer surface of the gels.

Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-09-12T19:07:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÂO_EstudoQualitativoAspecto.pdf: 12316190 bytes, checksum: 03223c5b98deecacffd108761eef6cb7 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-05T15:35:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÂO_EstudoQualitativoAspecto.pdf: 12316190 bytes, checksum: 03223c5b98deecacffd108761eef6cb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-05T15:35:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÂO_EstudoQualitativoAspecto.pdf: 12316190 bytes, checksum: 03223c5b98deecacffd108761eef6cb7 (MD5) Previous issue date: 2013 / No presente trabalho foi realizado o estudo da influência dos tratamentos superficiais Shot peening (SP), Laser peening (LP) e Refusão a Laser (RL) na oxidação de tubos de aço Cr- 10/Ni-11 utilizados como trocadores de calor. Na realização do tratamento SP foram utilizadas microesferas de vidro para jateamento da amostra, durante um intervalo de tempo de 90s. Para as amostras tratadas por LP e RL foi utilizado um laser pulsado de Nd:YAG. Para o primeiro caso, o laser operou a 1400V, com pulsos de energia da ordem de 350mJ e frequência igual a 1,0Hz. Observou-se, por meio de microscopia óptica, a deformação plástica sobre a superfície da amostra após o tratamento LP. No segundo caso, quatro amostras foram irradiadas por um feixe laser em modo contínuo, a uma potência de 24W e a uma frequência de pulsação de 5,0kHz. Em seguida, as amostras submetidas aos três tratamentos foram oxidadas a 750°C (1023K) em atmosfera de ar saturado com vapor d’água, por 30h. Os dados obtidos por MEV/EDS revelaram a formação de óxidos a base de cromo na amostra tratada por SP e, principalmente, de ferro para as amostras submetidas aos três tratamentos superficiais. De uma maneira geral, sobre as áreas afetadas pelos tratamentos, foi possível observar a formação de um maior volume de óxidos com morfologias bem heterogêneas, comparativamente àqueles formados sobre as regiões não tratadas. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In the present work was to study the influence of surface treatments Shot peening (SP), aser peening (LP) and Laser remelting (LR) in the oxidation of Cr-10/Ni-11 steel tubes used as eat exchangers. In effecting treatment SP glass beads were used to blast the sample during a time interval of 90s. For the samples treated with LP and RL was used a pulsed laser Nd: YAG. For the first case, the laser operated at 1400V with energy pulses of about 350mJ and frequency equal to 1,0Hz. The plastic deformation on the surface of the sample was observed by optical microscopy after treatment LP. In the second case, four samples were irradiated by a laser beam in continuous mode, at a power of 24,0W and a frequency pulse of 5,0kHz. Then the samples subjected to three treatments were oxidized at 750°C (1023K) in an air atmosphere saturated with water vapor for 30h. The data obtained by SEM / EDS analysis revealed the formation of chromium oxides in the SP base treated sample and primarily iron oxides in the samples subjected to three surface treatments. Generally, on the areas affected by the treatments it was possible to observe the formation of a greater volume of oxides with heterogeneous morphology compared to those formed on the untreated regions

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274141.pdf: 2829041 bytes, checksum: 36370841540eb376099bd47e2d9a83f9 (MD5) / O tema desta investigação é baseado na produção e caracterização de componentes através da técnica de co-moldagem de pós por injeção de dois componentes (2C-PIM). A técnica 2C-PIM nasceu através da junção de duas técnicas estabelecidas, a co-injeção de polímeros e a moldagem de pós por injeção. Esta permite a manufatura de componentes compostos de diferentes materiais em diferentes regiões do mesmo, possibilitando assim diferentes propriedades em um mesmo componente, ou multifuncionalidade. Pesquisas anteriores caracterizaram este tipo de junção através do estudo da interface gerada entre ambos os materiais. Este estudo foi realizado via técnicas de microscopia eletrônica de varredura MEV. Ficou comprovado que é possível a união de dois materiais, sem a presença de defeitos macroscópicos, por interdifusão no estado sólido utilizando-se a técnica de co-injeção. Por conseguinte um dos objetivos deste estudo foi caracterizar mecanicamente o uso da técnica 2C-PIM na produção de componentes multifuncionais através de junções bi-metálicas, bem como no estudo de junções entre materiais metálicos e cerâmicos. Os pós de aços inoxidáveis (17-4PH martensítico) e (316L austenitico) juntamente com a liga (FeSi3 magnético mole) adquiridos em diferentes fabricantes, foram os materiais utilizados para o estudo das junções bi-metálicas. Objetivando compreender melhor este tipo de junção e seus mecanismos, variaram-se os parâmetros de injeção, considerados de maior influência, tais como velocidade de injeção, pressão de empacotamento e o resfriamento entre ambas as injeções. Os corpos de prova produzidos para o estudo das junções bi-metálicas foram caracterizados por análises térmicas, ensaios de tração e microscopias óptica e eletrônica. Para o estudo das junções metal-cerâmica, zircônia politetragonal estabilizada por 3 mols de Ítria, fornecido pela empresa TOSOH, foi o material cerâmico selecionado. Ao material cerâmico foram unidas ligas 420, 430 e 17-4PH em granulometrias diferentes. No estudo das junções metal-cerâmica foram ainda utilizados dois sistemas ligantes diferentes, um a base de poliamida e outro a base cera de parafina. A fim de aumentar a coesão das junções metalo-cerâmicas, titânio elementar foi adicionado a uma massa de injeção metálica específica. O papel do titânio é reduzir o ângulo de contato entre as partículas dos materiais diferentes promovendo maior molhabilidade entre os mesmos. As peças manufaturadas para o estudo destas junções foram também caracterizadas por meio de análises térmicas, microscopia óptica, termografia de infravermelho, tomografia computadorizada, caracterização química via espectro de energia dispersiva de raios X, e ensaios de tração. Através dos resultados obtidos via o estudo das junções bi-metálicas foi possível verificar que variações individuais nos parâmetros de injeção não acarretam mudanças significativas. Entretanto, foi constatado que as junções obtiveram sucesso segundo resultados mecânicos. Com relação aos resultados obtidos através do estudo das junções metalo-cerâmicas foi possível averiguar que as peças manufaturas com o ligante à base de parafina não alcançaram resistência mecânica a verde suficiente para o manuseio, comprometendo a seqüência do processamento. / The subject of this research is based on the production and characterization of samples by the technology of two components powder injection molding 2C-PIM. This technology arose by the mixing of two well stabilised techniques, the polymers co-injection molding and the powder injection molding technique. Furthermore, the 2C-PIM technology allows the manufactory of components with two different materials at the same part. This, provide different properties at the same component, in other words multi-functionality. Previous research, characterized this kind of assembly by the study of the interface between both materials. The micro-structural investigation has proven, by means of SEM analyses, the technical feasibility regarding the connection of two different materials by diffusion. Nevertheless, one role of this project is characterizing mechanically these kinds of assemblies, by 2CPIM, through bi-metals joints, as well as through the study of connections between metals and ceramic materials. To start the study of bi-metals assemblies the stainless steel (17-4PH martensitic), (316L austenitic) and the alloy (FeSi3 soft magnetic) were chosen and acquired from different suppliers. In order to get better understanding of these kind of joints and its mechanisms, it were varied some injection parameters, those one assume as the most important, those like injection speed, packing pressure, cooling between injections as well as evacuation between injections. The tensile test specimens, produced for the study of bi-metal assemblies were characterized by thermal analyses, tensile test end microscopy optical and electronic. To the metal ceramic assemblies study Yttrium-stabilized polycrystalline tetragonal zirconia supplied by TOSOH was the ceramic material selected. In order to create assemblies between metal and ceramics 430, 420 and 17-4PH with different particles sizes were elected. At this study section two binders system were applied, one based on paraffin wax and a second one base in Polyamide. Intending to make the connection between both materials stronger, titanium was added to a specific feedstock. The titanium role is decrease the contact angle between the different materials particles providing wet ability. The samples manufactured for this part of the investigation, metal-ceramic assemblies, were characterized also by means of thermal analyses, optical microscopy, infrared thermograph, computer tomography, chemical analyses by energy dispersive x ray and tensile test. Through the results obtained by the study of bi-metals joints was possible to verify that single variations at the injection parameters did not bring significant changes. However, it becomes clear that these bi-metal assemblies were successful regarding mechanical results. Regarding the results obtained through the investigation about the metal-ceramic assemblies it was possible to verify that the samples manufactured via binder system based in paraffin wax did not reached green mechanical strength enough, to be handled. This behaviour was crucial to the following processing. Nevertheless, the samples produced via binder system based in Polyamide presented excellent connection and visual aspect.