Neste trabalho tivemos como objetivo sintetizar e caracterizar os ortossilicatos de elementos alcalino-terrosos com destaque para o Sr2SiO4, uma matriz hospedeira para íons dopantes como o cádmio II e o európio III, resultando em materiais com propriedades luminescentes. Outro objetivo é reduzir a temperatura de síntese pelos métodos aqui empregados em relação aos métodos convencionais descritos na literatura. Tanto a matriz quanto os sistemas dopados foram caracterizados por meio da difratometria de raios x, análise de área superficial e tamanho de poros, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os métodos empregados neste trabalho foram basicamente o da metátese e o do sal fundido, sendo que o método da metátese foi conduzido por sol-gel (utilizando-se sílica comercial e TEOS) e por precipitação em atmosfera ambiente e em atmosfera de nitrogênio. Já no método do sal fundido utilizamos duas temperaturas de síntese, 600 e 750ºC. A 750ºC foi utilizada uma mistura equimolar de cloreto de sódio e cloreto de potássio juntamente com nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada na proporção molar de 2:1. A 600ºC foi utilizada somente a mistura de nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada também na proporção molar de 2:1. Nestas duas formas de se conduzir a síntese por sal fundido utilizamos nitrato de sódio (proporção molar de Na/Si = 0,1) a fim de se facilitar a quebra das pontes de oxigênio da sílica e verificar a influência desse reagente sobre o produto final. Já o Ca2SiO4 e o Ba2SiO4 foram sintetizados apenas a 600ºC bem como as dopagens do Sr2SiO4 (1% em mol). Os resultados mostram uma densificação do produto em relação à sílica e a obtenção de nanofibras de silicatos obtidos pelo método do sal fundido. Já no método da metátese obtivemos carbonato de estrôncio e outros tipos de silicatos. / In this work our objective was to synthesize and characterize orthosilicates of alkaline-earth elements with emphasis on Sr2SiO4. This is a silicate host matrix for doping with ions such as cadmium II and europium III, resulting in materials with luminescent properties. Another objective is to reduce the synthesis temperature using the methods employed here when compared to conventional methods described the literature. Both the matrix and the doped systems were well characterized by X-ray diffraction, surface area and pore size distribution, scanning and transmission electron microscopy. The methods employed in this study were basically the metathesis and the molten salt; the metathesis method was conducted by sol-gel (using a commercial silica and tetraethyl orthosilicate TEOS) and precipitation in air and nitrogen atmospheres. In the molten salt method, two synthesis temperatures were used: 600 and 750ºC. At 750°C an equimolar mixture of sodium chloride and potassium chloride with strontium nitrate was used in addition to mesostructured silica in the molar ratio of 2:1. At 600°C only a mixture of strontium nitrate and mesostructured silica was used, also in the molar ratio of 2:1. In these two pathways, sodium nitrate (molar ratio Na/Si = 0.1) was used in order to facilitate the breakup of the silica oxygen bridges and its influence on the final product was also studied. Furthermore, Ca2SiO4 and Ba2SiO4 were synthesized only at 600ºC and the doping of Sr2SiO4 (1 mol %) was also carried out only at 600°C. The results show a densification of the product compared to the silica precursor and the formation of silicate nanofibers by the molten salt method. In the metathesis method we obtained strontium carbonate and other types of silicates.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A Ãrea de CiÃncia dos Materiais utiliza sistemas de VisÃo Computacional para determinar tamanho e/ou quantidade de grÃos, controle de soldagem, modelamento de elementos de ligas, entre outras. O presente trabalho tem como principal objetivo desenvolver e validar o programa SVRNA (SegmentaÃÃo de Microestruturas por VisÃo Computacional Baseada em Rede Neural Artificial), que, combinado com Rede Neural Artificial, utiliza tÃcnicas de morfologia matemÃtica para realizar a segmentaÃÃo dos constituintes do ferro fundido branco de forma semi-automÃtica e a classificaÃÃo automÃtica da grafita nos ferros fundidos nodular, maleÃvel e cinzento. Os resultados da segmentaÃÃo e quantificaÃÃo destes materiais sÃo comparados entre o SVRNA e um programa comercial bastante utilizado neste domÃnio. A anÃlise comparativa entre estes mÃtodos mostra que o SVRNA apresenta melhores resultados. Conclui-se, portanto, que o sistema proposto pode ser utilizado em aplicaÃÃes na Ãrea da CiÃncia dos Materiais para a segmentaÃÃo e quantificaÃÃo de constituintes em materiais metÃlicos, reduzindo o tempo de anÃlise e obtendo resultados precisos. / CATERIALS Sciences field uses Computational Vision systems to determine size and/or amount of grains, welding control, modeling of alloy elements, among other. The present paper has as main objective to develop and validate the SVRNA system (Microstructure Segmentation for Computational Vision based on Artificial Neural Networks), which, combined with ArtiÂcial Neural Network, uses mathematical morphology technics to accomplish the constituent segmentations from white cast iron of semi-automatic form, and graphite automatic classiÂcation from nodular, malleable and gray cast iron. Segmentation and quantiÂcation results of this materials are compared between SVRNA and a commercial program more used in this domain. Comparative analysis between this methods showed that SVRNA present best results. It has concluded, therefore, which the proposed system can be used in applications in Material Sciences field for microstructure segmentation and quantification in metallic materials, reducing the analyze time, and obtained accurate results.

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados obtidos com o uso da técnica de campo magnético induzido durante o tratamento térmico do Ferro Fundido Nodular em desenvolvimento de núcleos de alto-falantes. Para este estudo foi escolhido como material o Ferro Fundido Nodular devido ao baixo custo de obtenção das peças e também por ser um material de fácil aquisição no mercado. Foram confeccionadas 90 amostras deste Ferro Fundido Nodular com percentuais diferenciados de Ferro, Silício e Carbono, sendo que as amostras quando foram submetidas ao tratamento térmico de recozimento também sofreram a indução magnética. Os parâmetros utilizados no tratamento térmico situaram-se na faixa de temperatura de aquecimento de 900ºC até 920ºC e uma indução magnética "B" entre 16000 e 20000 Gauss. O grande desafio deste trabalho estava no fato de que variações de composição das ligas de ferro fundido nodular, aliadas as inclusões de outros materiais não magnetizáveis, modificavam, para pior, o desempenho dos núcleos dos alto-falantes. Para obter-se, então, uma estrutura em que o fluxo magnético pudesse permear, buscou-se primeiramente selecionar a liga de ferro fundido eliminando ao máximo os materiais não magnetizáveis, e só então, estudar um processo de tratamento térmico com indução magnética que tornasse o material adequado ao uso nos núcleos de alto-falantes Para melhorar as propriedades magnéticas de forma contundente, buscou-se através do recozimento com campo induzido um alinhamento dos domínios, ou seja, uma ordenação dos "spins" dentro dos grãos do material que juntamente com a elevação de temperatura tenderam a ter um mesmo sentido, facilitando de maneira significativa a passagem do fluxo magnético, propriedade importante para o desempenho dos núcleos de alto-falantes. Foram realizados recozimentos com campo induzido observando-se o desempenho da permeabilidade magnética inicial das peças e posteriormente medidas com equipamento de saturação de campo. Esses resultados foram correlacionados com os dados obtidos pelo uso do aço SAE 1020, nas mesmas condições de uso e teste de laboratório. Foram realizados estudos metalográficos, além de análises de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades magnéticas. Também foram estudados os dados de usinabilidade das amostras do ferro fundido nodular tratadas termicamente com indução magnética e subseqüentemente comparados com o Aço SAE 1020. Do ponto de vista científico, uma das contribuições deste trabalho, está na influência da indução de campo magnético durante o tratamento térmico das amostras, pois é possível verificar um ganho significativo nas propriedades magnéticas apresentadas pelos núcleos dos alto-falantes durante os testes de desempenho. A outra está no fato de que ganhos correlacionados ao design do produto possibilitam utilizar o ferro fundido como uma alternativa economicamente viável e perfeitamente ajustável à alta performance dos alto-falantes. Como resultado deste estudo foi demonstrado à possibilidade do uso do recozimento com indução magnética, como forma de aumentar a permeabilidade de um material com alto teor de carbono, no caso específico, o ferro fundido nodular. Este trabalho permite afirmar que é possível desenvolver núcleos magnéticos de alto-falantes em ferro fundido nodular com alto desempenho e também sugerir que outras aplicações onde seja necessário aumento do desempenho magnético esta técnica possa ser aplicada. / This work aims to present the results obtained with the use of induced magnetic field during the heat treatment of Nodular Cast Iron for speaker cores. For this study development, the chosen material is the nodular cast iron due to the low trading costs and ease of purchase on the market. Ninety samples of nodular cast iron were constructed, with different iron, silicon and carbon contents. Samples, when subjected to annealing, were also subjected to magnetic induction. The final temperature on the heat treatment was in the range of 900ºC to 920ºC, and the magnetic induction was in the range of 16000 to 20000 Gauss. The challenge of this work was in the fact that compositional changes in the nodular cast iron, allied to inclusions of non-magnetizable materials, modify for worse the performance of speaker cores. To obtain a structure that the magnetic field could permeate, the cast iron alloys were selected to eliminate, at most, the presence of non-magnetizable materials, and only then consider a heat treatment process with magnetic induction to make the material suitable for use in speaker cores. To improve the magnetic properties, an alignment of dipoles of the material, through induced magnetic field during annealing was intended. Annealing with induced magnetic field was carried out, observing the performance of the initial magnetic permeability of the samples, and subsequently measured with field saturation equipment The results were correlated with the obtained data from the use of the SAE 1020 steel, with the same conditions of use and laboratory tests. Metallographic and chemical composition analyses were carried out on the samples, and the correlation of these data with the magnetic properties was estmated. Also machinability of the thermal treated with magnetic induction nodular cast iron samples were analyzed and compared with the SAE 1020 steel. From the scientific point of view, one of the contributions of this work is the influence of induced magnetic field during the heat treatment of the samples, since it was possible to verify a significant gain in the magnetic properties of the speaker cores during the performance tests. Another contribution is the fact that gains correlated with the design of the product enable the use of cast iron as an economically viable and fully adjustable material to the high performance of subwoofers. As a result of this work, the possibility of using annealing with magnetic induction was presented as a way to increase the permeability of a material with high carbon content, in this particular case, the nodular cast iron. This research allows asserting that it is possible to develop speaker magnetic cores of nodular cast iron with high performance and also suggest that this technique can be applied to other applications where it is necessary to increase their magnetic performance.

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados obtidos com o uso da técnica de campo magnético induzido durante o tratamento térmico do Ferro Fundido Nodular em desenvolvimento de núcleos de alto-falantes. Para este estudo foi escolhido como material o Ferro Fundido Nodular devido ao baixo custo de obtenção das peças e também por ser um material de fácil aquisição no mercado. Foram confeccionadas 90 amostras deste Ferro Fundido Nodular com percentuais diferenciados de Ferro, Silício e Carbono, sendo que as amostras quando foram submetidas ao tratamento térmico de recozimento também sofreram a indução magnética. Os parâmetros utilizados no tratamento térmico situaram-se na faixa de temperatura de aquecimento de 900ºC até 920ºC e uma indução magnética "B" entre 16000 e 20000 Gauss. O grande desafio deste trabalho estava no fato de que variações de composição das ligas de ferro fundido nodular, aliadas as inclusões de outros materiais não magnetizáveis, modificavam, para pior, o desempenho dos núcleos dos alto-falantes. Para obter-se, então, uma estrutura em que o fluxo magnético pudesse permear, buscou-se primeiramente selecionar a liga de ferro fundido eliminando ao máximo os materiais não magnetizáveis, e só então, estudar um processo de tratamento térmico com indução magnética que tornasse o material adequado ao uso nos núcleos de alto-falantes Para melhorar as propriedades magnéticas de forma contundente, buscou-se através do recozimento com campo induzido um alinhamento dos domínios, ou seja, uma ordenação dos "spins" dentro dos grãos do material que juntamente com a elevação de temperatura tenderam a ter um mesmo sentido, facilitando de maneira significativa a passagem do fluxo magnético, propriedade importante para o desempenho dos núcleos de alto-falantes. Foram realizados recozimentos com campo induzido observando-se o desempenho da permeabilidade magnética inicial das peças e posteriormente medidas com equipamento de saturação de campo. Esses resultados foram correlacionados com os dados obtidos pelo uso do aço SAE 1020, nas mesmas condições de uso e teste de laboratório. Foram realizados estudos metalográficos, além de análises de composição química das amostras e a relação destes fatores com as propriedades magnéticas. Também foram estudados os dados de usinabilidade das amostras do ferro fundido nodular tratadas termicamente com indução magnética e subseqüentemente comparados com o Aço SAE 1020. Do ponto de vista científico, uma das contribuições deste trabalho, está na influência da indução de campo magnético durante o tratamento térmico das amostras, pois é possível verificar um ganho significativo nas propriedades magnéticas apresentadas pelos núcleos dos alto-falantes durante os testes de desempenho. A outra está no fato de que ganhos correlacionados ao design do produto possibilitam utilizar o ferro fundido como uma alternativa economicamente viável e perfeitamente ajustável à alta performance dos alto-falantes. Como resultado deste estudo foi demonstrado à possibilidade do uso do recozimento com indução magnética, como forma de aumentar a permeabilidade de um material com alto teor de carbono, no caso específico, o ferro fundido nodular. Este trabalho permite afirmar que é possível desenvolver núcleos magnéticos de alto-falantes em ferro fundido nodular com alto desempenho e também sugerir que outras aplicações onde seja necessário aumento do desempenho magnético esta técnica possa ser aplicada. / This work aims to present the results obtained with the use of induced magnetic field during the heat treatment of Nodular Cast Iron for speaker cores. For this study development, the chosen material is the nodular cast iron due to the low trading costs and ease of purchase on the market. Ninety samples of nodular cast iron were constructed, with different iron, silicon and carbon contents. Samples, when subjected to annealing, were also subjected to magnetic induction. The final temperature on the heat treatment was in the range of 900ºC to 920ºC, and the magnetic induction was in the range of 16000 to 20000 Gauss. The challenge of this work was in the fact that compositional changes in the nodular cast iron, allied to inclusions of non-magnetizable materials, modify for worse the performance of speaker cores. To obtain a structure that the magnetic field could permeate, the cast iron alloys were selected to eliminate, at most, the presence of non-magnetizable materials, and only then consider a heat treatment process with magnetic induction to make the material suitable for use in speaker cores. To improve the magnetic properties, an alignment of dipoles of the material, through induced magnetic field during annealing was intended. Annealing with induced magnetic field was carried out, observing the performance of the initial magnetic permeability of the samples, and subsequently measured with field saturation equipment The results were correlated with the obtained data from the use of the SAE 1020 steel, with the same conditions of use and laboratory tests. Metallographic and chemical composition analyses were carried out on the samples, and the correlation of these data with the magnetic properties was estmated. Also machinability of the thermal treated with magnetic induction nodular cast iron samples were analyzed and compared with the SAE 1020 steel. From the scientific point of view, one of the contributions of this work is the influence of induced magnetic field during the heat treatment of the samples, since it was possible to verify a significant gain in the magnetic properties of the speaker cores during the performance tests. Another contribution is the fact that gains correlated with the design of the product enable the use of cast iron as an economically viable and fully adjustable material to the high performance of subwoofers. As a result of this work, the possibility of using annealing with magnetic induction was presented as a way to increase the permeability of a material with high carbon content, in this particular case, the nodular cast iron. This research allows asserting that it is possible to develop speaker magnetic cores of nodular cast iron with high performance and also suggest that this technique can be applied to other applications where it is necessary to increase their magnetic performance.

Nos dias atuais, com o mercado altamente seletivo, com vários fabricantes e fornecedores de diversos tipos de produtos e serviços, a qualidade se tornou uma necessidade premente, na qual uma empresa que forneça bens e/ou serviços com baixa qualidade corre sérios riscos de ser descartada pelos mercados consumidores. Assim, a importância da qualidade é que se converteu em um requisito básico para uma empresa competir e se manter no mercado. As empresas veem a qualidade como uma ferramenta para a redução de custos e para a melhoria de sua imagem junto ao mercado consumidor. Neste contexto, de melhora da imagem junto ao mercado consumidor e de redução de custos, o presente trabalho foi realizado em uma importante e tradicional multinacional de grande porte que produz compressores herméticos para refrigeração, com o intuito de estudar a soldagem do mancal de ferro fundido à carcaça de aço de baixo carbono em compressores rotativos (rolete excêntrico), utilizados em aparelhos de ar condicionado. A solda realizada de maneira falha pode permitir a perda do entreferro do motor, resultando em um ruído característico, chamado stall. Este trabalho avaliou diferentes tipos de arames, buscando garantir um processo com qualidade e baixo custo. Testes foram realizados utilizando como peças teste carcaças e mancais dos compressores. Verificou-se que o arame sólido ANSI/AWS A5.18 ER70S-6, atualmente utilizado, não é o mais indicado para a respectiva soldagem, em virtude da microestrutura e da resistência da soldagem obtida. A solução técnica apropriada é a utilização do arame ERNiFeMn-CI que elimina a fragilização das zonas parcialmente fundidas e diluídas próximos ao metal de solda, enquanto o arame metal cored E70C-6M representa um compromisso entre as propriedades da junta soldada e custo do processo. / Nowadays, with the highly selective market, with several manufacturers and suppliers of various types of products and services, quality has become a pressing need, in which a company that provides services with a low quality at serious risk of being discarded by the consumer markets. Thus, the importance of quality is that it has become a basic requirement for a company to compete and stay in the market. Companies see the Quality as a tool to reduce costs and to improve its image with the consumer market. In this context, the improvement of the image with the consumer market and costs reduction, this study was conducted in a major traditional large multinational that produces hermetic compressors to refrigeration, in order to study the welding of cast iron bearings with low carbon steel houses in rotary compressors (eccentric roller) used in air conditioners. The welding performed in a failure may allow loss of the air gap of the motor, resulting in a characteristic noise, called stall. This study evaluated different types of alloys, aiming to ensure process quality and low cost. Trials were done using low carbon steel houses and cast iron bearings of the compressors. After innumerous tests, it was found that the ANSI/AWS A5.18 ER70S-6 solid wire, currently used, is not the most suitable for their welding, in view of microstructure and resistance of the weld obtained. The appropriate technical solution is to use the wire ERNiFeMn-CI eliminating the weakening of partially melted and diluted zones near the weld metal, while metal cored wire E70C-6M represents a compromise between the properties of welded joint and the cost of the process.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to compare the fracture strength of abutment teeth, under fixed partial denture (FPD), restored with direct and indirect core, to analyze the type of fracture and to verify its relation to the type of core used. A total of 15 bone blocks taken from the jaw of adult swine, with at least 1th and 3rd molars, that were the abutment teeth for the FPD. The specimens were divided into 3 experimental groups (GR): GR I - (control) dentine core, GR II - cast metallic core in non-precious Cu-Al alloy (NPG, Aalbadent, USA) and GR III - glass fiber post (White post DC, FGM, BRA) and composite resin (Opallis, FGM, BRA). The standardization of coronary core was performed by a matrix of acetate obtained from the preparation of the GR I. The cementation of intraradicular retainers was performed with dual self-adhesive resin cement (RelyX U100, 3MESPE, USA). Infrastructures for FPDs of four elements were waxed, from acetate matrix to standardize the size and shape, casted with non-precious Ni-Cr alloy (Wironia light, Wilcos, USA) and cemented with dual self-adhesive resin cement (RelyX U100, 3MESPE, USA). The bone blocks were embedded in acrylic resin and subjected to compression test by universal testing machine, until fracture. The fractures were classified as repairable (upper or to the bone level) or irreparable (beyond the bone level), after analysis by stereomicroscope and tomography computed. Tests Analysis of variance and Fisher's exact test (p<0.05) were applied for statistical analysis. For the variable fracture strength, there were no statistical differences among the cores tested (p = 0.113), both GR I and the GR III, 100% of the fractures were repairable and GR II, 80% of the fractures were irreparable. There is evidence of association between fracture type and the core type used (p = 0.011). It was possible to conclude that: 1. The type of core used did not influence the fracture strength of the abutment teeth. 2. The type of fracture occurred in the abutments was predominantly repairable, when restored with direct core, and irreparable when restored with indirect core. 3. There is association between core type and the fracture type occurred. / O objetivo deste estudo foi comparar a resistência à fratura de pilares de próteses parciais fixas (PPFS) restaurados com núcleo em dentina, com pino de fibra de vidro e resina composta e com núcleo metálico fundido; analisar o tipo de fratura (reparável ou irreparável) e verificar a sua relação com o tipo de núcleo utilizado. Foram utilizados 15 blocos ósseos extraídos da mandíbula de suínos adultos, com 1º, 2º e 3º molares, que constituíram os pilares para a PPF. Os espécimes foram divididos em 3 grupos (GR) experimentais: GR I - (controle) núcleo em dentina, GR II - núcleo metálico fundido (NMF) em liga não preciosa Cu-Al (NPG, Aalbadent, USA) e GR III - pino de fibra de vidro - PFV (White post DC, FGM, BRA) e resina composta - RC (Opallis, FGM, BRA). A padronização coronária dos núcleos foi realizada através de uma matriz de acetato obtida a partir do preparo do GR I. A cimentação dos retentores intrarradiculares foi realizada com cimento resinoso autoadesivo dual (Relyx U100, 3MESPE, USA). Infraestruturas para PPFs de 4 elementos foram enceradas, a partir de uma matriz de acetato para padronização de dimensão e formato, fundidas em liga não preciosa Ni-Cr (Wironia light, Wilcos, BRA) e cimentadas com cimento resinoso autoadesivo dual (Relyx U100, 3MESPE, USA). Posteriormente, os blocos ósseos foram embutidos em resina acrílica autopolimerizável e submetidos ao ensaio de compressão em máquina de ensaio universal até a fratura. As fraturas foram classificadas como reparáveis (acima ou ao nível da crista óssea) ou irreparáveis (abaixo da crista óssea), após análise por estereomicroscópio e tomografias computadorizadas. Foram aplicados os testes Análise de Variância e Teste Exato de Fisher (p<0,05) para análise estatística. Para a variável resistência à fratura, não foi observada diferença estatística entre os núcleos testados (p=0,113), tanto no GR I quanto no GR III, 100% das fraturas foram reparáveis e no GR II, 80% das fraturas foram irreparáveis. Foi verificada associação entre tipo de fratura e o tipo de núcleo utilizado (p=0,011). Concluiu-se que o tipo de núcleo utilizado não influencia a resistência à fratura dos dentes pilares, entretanto influencia o tipo de fratura gerado.

Submitted by Fellipe Sartori da Silva null (fellipe_sartori@yahoo.com) on 2018-03-20T14:29:37Z No. of bitstreams: 1 Determinação do custo de energia gerada através da utilização de células a combustível de carbonato fundido e turbina a vapor em um ciclo combinado.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T13:25:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_guara.pdf: 3065864 bytes, checksum: 1b28d8ca48a059ab95292517f0d2d616 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os modelos energéticos atuais são baseados majoritariamente na utilização de combustíveis fósseis, os quais, além de serem fontes finitas, ainda geram gases poluentes que contribuem para o efeito estufa e, consequentemente, para o aquecimento global. As células a combustível, por possuírem alta eficiência de conversão, baixa emissão, simplicidade de operação e flexibilidade em sua utilização, vêm sendo estudadas como opção mais limpa de geração. A célula a combustível de carbonato fundido, em particular, além de ter vantagens estruturais por operar a alta temperatura, possui calor residual que pode ser aproveitado para cogeração. O presente trabalho propõe uma configuração de ciclo combinado de uma célula a combustível de carbonato fundido de 10 MW, que possui reforma interna de gás natural, com um ciclo a vapor que aproveita o calor residual da célula. A reforma a vapor do gás natural, simulada pelo software STANJAN Chemical Equilibrium Solver, apresentou valores satisfatórios de produção de H2 na temperatura de operação da célula. As análises energética e exergética, simuladas através do software Engineering Equation Solver (EES), apontaram aumentos nas respectivas eficiências globais de 4,8 e 4,6%, respectivamente. A análise exergoeconômica indicou custo de geração de 0,4679 USD/kWh, valor acima das tarifas nacionais. Entretanto, a análise de sensibilidade mostrou que plantas de grande porte com essa configuração podem ser economicamente competitivas em diferentes cenários. / Current researches point to a significant increase in energy demand over the next few years. Energy models are mostly based on fossil fuels, which generates greenhouse gases that contribute to global warming. Thus, it becomes necessary to develop equipment and cycles that operate with greater efficiency, as well as new technologies of energy generation with both fossil and renewable sources. Fuel cells are being widely investigated due to their high conversion efficiency, low emissions, structural simplicity and flexibility. Among several fuel cell types, molten carbonate fuel cell has advantages such as fuel flexibility and high operating temperature, which leads to high thermal energy residue. This residue can be used for cogeneration and combined cycles, in order to enhance the global efficiency. This study aimed to introduce a 10 MW internal reforming molten carbonate fuel cell and steam turbine combined cycle. Steam reforming of natural gas was simulated by STANJAN Chemical Equilibrium Solver and presented satisfactory H2 production at MCFC operating temperature. Simulation in Engineering Equation Solver (EES) of energetic and exergetic analysis showed efficiency increases of 4,8 and 4,6%, respectively. Exergoeconomic analysis pointed to a 0,4679 USD/kWh power cost. However, sensitivity analysis showed that higher plants can achieve economic viability in different scenarios

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Eduardo P Ferreira.pdf: 31057 bytes, checksum: e12b3482b1be4ee60ab99c2523cdfc02 (MD5) Previous issue date: 2012-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this present conducted in wear resistance nodular cast iron subjected to heat treatment at different temperatures isothermal austempering treatment (340 ° C and 320 °), corresponding to the materials of Classes 3 and 4 of ASTM A897, compared with nodular quenched and tempered with same level hardness. The objective was to develop alternatives for future studies on new materials applied camshaft valve internal combustion engines. For this wear tests were conducted pin-on-disc, using as alumina ball against the body, thus considering zero wear on the counter-body. All cast irons tested under the conditions of this work had hardness in the range 40-46 HRc. It was found in analyzes by scanning electron microscopy the effect of graphite nodules and the matrix material, the wear mechanisms, thus observing the effect that stress concentrator nodes imposes the metallic matrix. The damage to the material surface was initially with crack of the matrix surrounding graphite nodules, they generally located subsurface, moreover, it can be seen that the nodules torn metal matrix acted as a lubricant for testing, and the sites left by lumps were previously coated particles detached from the matrix. It was found with the results of wear tests the performance of austempered ductile iron in comparison with the quenched and tempered for distances exceeding 1000 m slip, thereby qualifying the ADI as an alternative material for future studies in manufacturing valve camshafts. / Apresenta-se neste trabalho um estudo de resistência ao desgaste realizado em ferros fundidos nodulares submetidos ao tratamento térmico de austêmpera em duas temperaturas isotérmicas de tratamento (340°C e 320°), correspondendo aos materiais das classes 3 e 4 da norma ASTM A897, comparativamente com o nodular temperado e revenido de nível de dureza similar. Objetivou-se desenvolver alternativas para estudos futuros em novos materiais aplicados a eixo comando de válvula de motores a combustão interna. Para isto foram realizados ensaios de desgaste pino-sobre-disco, utilizando como contra corpo esfera de alumina, considerando assim desgaste zero no contra-corpo. Todos os ferros fundidos ensaiados nas condições deste trabalho tiveram dureza na faixa de 40 46 HRc. Constatou-se em análises por microscopia eletrônica de varredura o efeito dos nódulos de grafita e da matriz do material, sobre os mecanismos de desgaste, observando assim o efeito concentrador de tensão que os nódulos impõe a matriz metálica. O dano à superfície do material ocorreu inicialmente com o tricamento da matriz em torno dos nódulos de grafita, estes geralmente localizados subsuperficialmente, além disto, pode se observar que os nódulos arrancados da matriz metálica atuaram como lubrificantes ao ensaio, e os sítios deixados pelos nódulos foram recobertos por partículas anteriormente desprendidas da matriz. Constatou-se com os resultados dos ensaios de desgaste o bom desempenho do ferro nodular austemperado em comparação com o temperado e revenido para distâncias de deslizamento superiores a 1000 m, qualificando assim o ADI como material alternativo para futuros estudos na fabricação de eixos comando de válvula.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heloiza Doering Gasparin.pdf: 4558205 bytes, checksum: e414bcfd7c4434aa73fcdf59cdf98ff2 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This investigation study shows the effects of high temperatures and exposure time on the mechanical properties of one perlitic gray cast iron commonly applied to diesel engine cylinder heads. The effects were evaluated in samples which come from three different cast irons, FC300 class, with different percentages of molybdenum and different hardening mechanisms. Two of them have different amounts of molybdenum and the third did not have significant amounts of molybdenum, however, have refined graphite. The high temperature rupture tensile tests were performed on specimens with 10mm diameter, machined from bars 30mm diameter. The tests were performed at room and high temperature (200°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C and 550°C). The exposure times at elevated temperatures, after material heat homogenization, were 0min (default), 60min and 90 minutes. Samples with highest percentage of molybdenum (0.27 wt%) had the best mechanical properties for high temperature conditions. At room temperature, the material with refined graphite had higher strength resistance values when compared to the other two materials. The mechanical properties evaluated by measurements of microhardness, yield strength (0.2%) and specific strain complement the behavior analysis of these properties at elevated temperature. According to the obtained results, the stress strength decreases with the temperature incrementing. This is attributed to the pearlite matrix decomposition occurrence as a result of the carbon diffusion process. The Carbon from cementite goes by diffusion to the graphite, which is the responsible for the increase graphite percentage in the material. Metallographic analyzes indicate the occurrence of this phenomenon. Increases in high-temperature exposure time also contributed to the perlite degeneration. All microstructural evaluation were made by analysis of cementite and graphite percentage, graphite size for different test temperatures and different times of exposure to high temperature. 16 / Este trabalho de pesquisa apresenta os efeitos de elevadas temperaturas e do tempo de exposição sobre as propriedades mecânicas do ferro fundido cinzento de matriz perlítica, material comumente aplicado a cabeçotes de motor a diesel. Foram avaliados três ferros fundidos da classe FC300, com diferentes percentuais de molibdênio e diferentes mecanismos de endurecimento. Dois dos materiais possuem diferentes teores de molibdênio e o terceiro contém teores de molibdênio desconsideráveis, no entanto, possui grafita refinada. Ensaios de tração até ruptura a quente foram realizados em corpos de prova com diâmetro de 10 mm, usinados de um pino bruto de 30 mm de diâmetro. Os ensaios de tração foram realizados a frio (temperatura ambiente) e a quente (200°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C e 550°C). Os tempos de exposição a elevadas temperaturas, após homogeneização térmica do material, foram de 0 (padrão), 60 e 90 minutos. As amostras com o maior percentual de molibdênio (0,27% em peso) apresentaram melhores propriedades mecânicas para as condições de elevada temperatura. À temperatura ambiente, o material com grafita refinada teve valores de resistência à tração mais elevados em relação aos outros dois materiais. As propriedades mecânicas de microdureza, tensão de escoamento 0,2% e deformação específica complementaram a análise do comportamento destas propriedades à elevada temperatura. De acordo com os resultados obtidos, a redução na resistência mecânica com a elevação da temperatura é atribuída à ocorrência de decomposição da perlita, como resultado da difusão do carbono vindo da cementita migrando à grafita, que é o responsável pelo aumento da quantidade de grafita no material. As análises metalográficas evidenciaram a ocorrência deste fenômeno. Aumentos no tempo de exposição a temperaturas elevadas também contribuíram para a degeneração da perlita. Toda avaliação microestrutural se deu por análise de percentuais 14 de grafita, cementita e tamanho da grafita a diferentes temperaturas de ensaio, bem como diferentes tempos de exposição à elevada temperatura.

Cascas cilíndricas circulares com uma pequena variação de espessura ao longo de seu comprimento, quando submetidas à rotação, apresentam em alguns casos, deslocamentos elásticos de sua superfície externa, tendendo a uma forma de um oval. O objetivo deste trabalho é estabelecer a relação entre a variação de espessura das cascas cilíndricas com a sua deformação devida às forças centrífugas medida durante a rotação utilizando-se dois enfoques, um experimental e outro numérico, no caso o método de elementos finitos (MEF). As cascas cilíndricas estudadas tiveram sua espessura de parede medidas por meio de aparelho de ultra-som, mas por serem fabricadas em ferro fundido cinzento, as suas lamelas de grafita atuam como refletores, o que torna a medição imprecisa. Os resultados da análise numérica encontrados se relacionam bem com os experimentais de maneira qualitativa, mas divergem na forma quantitativa. Modelos de cascas com variação de espessura imposta também foram criados e analisados usando-se o método de elementos finitos de forma a se avaliar o comportamento da casca cilíndrica sob diversas configurações de distribuição da variação da espessura. Sugere-se a pesquisa de novas tecnologias para medições por ultra-som de peças fabricadas de ferro fundido com grafita lamelar. Neste trabalho, a medição da forma oval foi feita utilizando-se sensores de proximidade do tipo \"eddy-current\". / Circular cylindrical shells with small thickness variations along their body, when submitted to rotation, present, in some cases, elastic displacements of their outside surface induced by centrifugal forces leading to final oval like shapes. The main purpose of this study is to establish relationships between thickness variation of the cylindrical shells with their measured deformation during the rotation, due to centrifugal forces, using two approaches, one experimental and the other one numerical, in the latter case the finite element method (FEM). The studied cylindrical shells had their wall thickness measured by means of an ultrasound device. The used material is flake graphite cast iron (gray cast iron). The graphite flakes act as reflectors, what makes such measurements imprecise. The numerical results found are satisfactory in a qualitative way, but they disagree in the quantitative form. Shell models with theoretical imperfections also were created and analyzed using the finite element method in order to evaluate the behavior of the cylindrical shell under several configurations of distribution of the shell thickness variation. Further research is necessary on new technologies to measure the thickness of pieces manufactured of flake graphite cast iron. In this research, the oval shape measurements were done by means of eddy-current proximity sensors.