Os biomateriais devem apresentar requisitos essenciais, tais como biocompatibilidade, biofuncionalidade, bioadesão, propriedades mecânicas compatíveis àquelas do osso, processabilidade, resistência à corrosão e capacidade para interagir com o osso e com outros tecidos. As ligas de titânio têm se destacado para a produção de implantes, devido ao seu baixo módulo elástico, à sua superior biocompatibilidade e resistência à corrosão quando comparadas com outros materiais metálicos convencionais. Dentre as ligas de titânio a Ti-6Al-4V (a+b) é a mais utilizada, no entanto novas composições estão em desenvolvimento, com destaque para as ligas do tipo b por apresentarem baixo módulo elástico. O presente trabalho descreve os comportamentos mecânico e microestrutural de duas ligas de Ti do tipo b, Ti-8Nb-13Zr e Ti-18Nb-13Zr, sob diferentes condições de tratamentos térmicos. As ligas foram obtidas por um processo de fusão em forno a arco com eletrodo não consumível em atmosfera de argônio. As ligas foram submetidas a um tratamento térmico de solubilização a 1000C/1h e resfriadas em água, para posterior forjamento rotativo a frio até o diâmetro final de 6,0 mm (redução em área de 89% ). As barras obtidas sofreram tratamento de recozimento a 900C/30min seguido de duas diferentes condições de resfriamento, em água e ao ar. Após tratamento de recozimento seguido de resfriamento em água, as ligas foram submetidas a tratamentos térmicos de envelhecimento. A caracterização microestrutural foi feita empregando-se microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Ambas as ligas na condição recozida a 900C/30min seguida de resfriamento em água apresentaram microestruturas martensíticas a. Enquanto que para a condição de recozimento seguida de resfriamento ao ar as ligas apresentaram microestrutura constituídas das fase a e b. A caracterização mecânica das ligas nas condições forjada, recozida e envelhecida consistiu em ensaios de tração uniaxial a temperatura ambiente e microdureza. Para a liga Ti-8Nb-13Zr os valores obtidos de limite de resistência, módulo de elasticidade e de alongamento encontram-se entre 742 a 875 MPa, 82 a 92 GPa e 8 a 17%, respectivamente. Para a liga Ti-18Nb-13Zr os valores obtidos dessas propriedades estão entre 714 a 860 MPa, 70 a 86 GPa e 7 a 35%. As ligas apresentaram comportamento não linear na região elástica e as curvas tensão versus deformação foram modeladas segundo a equação modificada de Ramberg-Osgood. As superfícies de fratura, para ambas as ligas em todas as condições estudadas, apresentaram características de fraturas dúcteis, caracterizadas pela presença de dimples.

Materiais contendo fases intermetálicas e metálicas podem apresentar microestruturas que possuam potencial para aplicações estruturais em altas temperaturas. Porém, existem problemas de compatibilidade entre os coeficientes de expansão térmica de algumas dessas fases. Em experimentos de fusão a arco, por exemplo, a fase Ti5Si3 (quando produzida com uma solução sólida de titânio) apresenta trincas em sua estrutura. Nesse intuito pode ser utilizada a metalurgia do pó como solução de tal problema de solidificação, uma vez que os inconvenientes da fase líquida não existem nesta técnica. O presente trabalho realiza o estudo do efeito das diferentes variáveis de moagem e sinterização nas transformações de fases de ligas Ti-Si-B. As informações relacionadas com estas ligas são limitadas, que torna importante o estudo sobre a densificação dos pós Ti-Si-B, bem como sua produção por moagem de alta energia. Os experimentos foram realizados com a utilização de diferentes equipamentos e parâmetros de sinterização. As peças sinterizadas foram avaliadas por meio de análises dimensionais, gravimétricas, de microindentação e de compressão. Foram realizadas análises fractográficas dos corpos-de-prova após os ensaios de compressão. Todos os produtos obtidos ao longo do processo de moagem e após processos de sinterização foram caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura, visando observar o comportamento das fases durante a preparação dos materiais. Devem ser ressaltadas as limitadas informações sobre propriedades físico-químicas de peças compactadas do sistema Ti-Si-B. A amorfização parcial de algumas misturas de pós é observada durante as análises, onde também são identificadas partículas de morfologias e tamanhos bem variados. A utilização de álcool isopropílico apresentou pouca contaminação em relação aos outros pós que foram processados neste trabalho. Em termos de densificação a prensagem a quente facilitou de forma mais significativa a confecção dos corpos-de-prova, porém as estruturas trifásicas não foram obtidas sem a presença de outras fases. As ligas produzidas apresentam alta resistência e comportamento frágil em ensaios de compressão.

Em alguns processos industriais, como é o caso da indústria aeronáutica e da indústria de rodas e pistões, a geração de sucata em forma de cavacos de alumínio, provenientes do processo produtivo, pode chegar a 95% da matéria prima original, como é o caso da fabricação de algumas peças de uma aeronave. A reciclagem de sucatas na forma de cavacos tem se mostrado uma alternativa interessante, tanto do ponto de vista do gerador, que tem na venda de sobras de produção uma forma de reduzir seus custos, como do mercado reciclador, que tem nesses materiais o suprimento de matéria prima para seus processos. Para obter elevados índices de reciclagem é necessário conhecer as técnicas adequadas para lidar com esse tipo de sucata. Devido à sua baixa densidade, sucatas leves assim alimentadas irão flutuar no banho e dessa forma serão facilmente oxidadas por exposição à atmosfera do forno de fusão, reduzindo substancialmente o rendimento metalúrgico do processo. Uma das alternativas mais eficientes que vem sendo utilizada é a refusão desse material em fornos tipo side well com alimentação de sucata em poço de vórtice. Esse tipo de forno metalúrgico se utiliza de uma bomba eletromagnética para movimentar o banho formado na sua câmara principal, fazendo-o passar por um poço externo onde cria um vórtice de metal líquido por onde a sucata é alimentada. Por esse método, promove-se a rápida submersão da sucata a qual é então conduzida pela corrente de metal líquido circulante para a parte inferior do banho metálico formado no interior do forno. Dentro deste contexto, neste trabalho realizou-se o estudo, desenvolvimento e teste de um conjunto alimentador de sucata de alumínio pelo conceito de poço de vórtice, utilizando tecnologia totalmente nacional. Assim, a pesquisa incluiu o desenvolvimento e construção de uma bomba eletromagnética (BEM) e o dimensionamento e construção de um poço de alimentação no qual é formado um vórtice de metal líquido onde a sucata é alimentada.

Este trabalho tem por objetivo o estudo do efeito memória de forma (EMF) em ligas à base de cobre, na busca da compreensão dos parâmetros que controlam o fenômeno, visando estabelecer características determinantes dos aspectos teóricos e experimentais para futuras pesquisas nesta área. As ligas CuSn, CuZn, CuZnAl, foram as escolhidas para este estudo, em que pese a importância atual das ligas à base de cobre tanto na área de pesquisa de novos materiais funcionais, como no desenvolvimento de produtos de interesse industrial. As ligas foram fundidas em forno a óleo em atmosfera ambiente e vazadas em lingoteiras de aço. Foram retiradas amostras dos lingotes obtidos, para análises químicas (verificação das composições das ligas). A seguir, foram preparadas amostras para análises metalográficas visando observação dos aspectos macro e microestruturais. As amostras foram, então, laminadas na temperatura de recristalização de cada liga, para cada passe de laminação realizado, e submetidas a tratamentos térmicos na busca da obtenção do efeito memória de forma, cujos resultados foram medidos e analisados. Das ligas estudadas, somente a liga CuZnAl apresentou efeito memória de forma.

O objetivo deste trabalho foi estudo da influencia de misturas de oxido de neodimio e de oxido de niobio e de praseodimio como sinterizacao para o nitreto de silicio. Amostras foram sinterizadas em temperaturas entre ';1600GRAUS';C a ';1750 GRAUS';C, de ';50 GRAUS'; em ';50 GRAUS';, em tempos de 5 min. Foram tambem feitas sinterizacoes nas temperaturas de ';1700 GRAUS';C e ';1750 GRAUS';C durante 30 min. Foram avaliados o grau de densificacao, a microestrutura, a microdureza e as fases intergranulares. Investigaram-se tambem, os efeitos dos aditivos na transformacao ';alfa'; ';SETA'; ';beta'; - ';Si IND.3'; ';N IND.4';.

O presente trabalho descreve um metodo de sintese de po de nitreto de silicio, pela amonolise de tetracloreto de silicio solubilizado em hexano normal, via intermediario diimida de silicio,com objetivo de produzir material precursor com baixa quantidade de impurezas, especialmente as metalicas, pequeno tamanho de particula e controle das fases presentes. A temperatura de sintese era proxima de 5 graus Celsius e o meio reacional sob agitacao. O intermediario foi pirolisado sob atmosfera inerte com a temperatura variando de 1.300 graus a 1450 graus Celsius e o tempo de 1 a 4 horas. O nitreto de silicio obtido era um po com particulas esfericas e tamanho medio em torno de 1 micron, area superficial similar a de pos comerciais e porcentagem de fase ';alfa'; presente em torno de 85%. A analise quimica do po ceramico consistia basicamente na abertura do material com determinacao gravimetrica do silicio e analise instrumental dos cations metalicos presentes. A caracterizacao do nitreto de silicio utilizou difracao de raios-X, espectroscopia na regiao do infravermelho, microscopia eletronica de varredura, analise termica, determinacao da area superficial e tamanho medio de particula.

Componentes fabricados em ligas de titânio são ideais para sistemas complexos que exigem altos desempenho e confiabilidade devido à sua combinação de alta resistência específica e de resistência à corrosão. A liga Ti-6Al-4V é a mais importante liga de titânio e sua aplicação inclui desde a indústria aeroespacial até implantes cirúrgicos. Apesar dessas características atraentes, o uso de ligas de titânio é limitado pelo custo. O processamento de ligas por metalurgia do pó facilita a obtenção de peças com geometrias complexas e, provavelmente, com menor custo. O objetivo deste trabalho é investigar rotas de produção da liga Ti-6Al-4V por metalurgia do pó, baseado no estudo do desenvolvimento microestrutural e densificação, visando definir as melhores alternativas para sua elaboração. Foram produzidas amostras por quatro rotas, pela mistura de pós metálicos elementares (Rota 1), pós metálicos elementares de Al e V com pó de TiH2 (Rota 2), pó pré-ligado de Ti-6Al-4V hidrogenado (Rota 3) e pó pré-ligado de Ti-6Al-4V atomizado (Rota 4), seguida por prensagem uniaxial e isostática a frio com subseqüente densificação por sinterização entre 800-1400C, em alto vácuo (10-7 Torr). Foram caracterizadas amostras sinterizadas em termos de composição de fase, microestrutura e microdureza por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e indentação Vickers, respectivamente. Análises de massa específica foram realizadas pelo método de Arquimedes. As propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de compressão. O comportamento de contração/expansão das amostras foi analisado por dilatometria. As análises realizadas indicam uma tendência à obtenção de melhores resultados em termos de densificação e desenvolvimento microestrutural com a utilização de pós pré-ligados que passaram por processo de hidrogenação.

Este trabalho consiste no estudo de processos de fabricação de eletrodos de tochas de plasmas via metalurgia do pó utilizando materiais que mesclam as características de metais refratários como o nióbio, háfnio e o molibdênio, com metais de alta condutividade térmica e elétrica como o cobre. Compostos metálicos imiscíveis como Cu-Hf, Cu-Nb e Cu-Mo foram produzidos pelo emprego do processo de moagem de alta energia e sinterização por fase sólida no intuito de sintetizar misturas metálicas com elevada homogeneidade e estreita distribuição de tamanho de partículas. Essa metodologia é de grande importância para a produção de eletrodos para tochas de plasma, cujas características térmicas e elétricas são afetadas pela moagem, compactação, distribuição, tamanho de grãos e matérias-primas utilizadas na manufatura dos catodos. Neste trabalho, a moagem foi realizada em ambiente inerte tendo como parâmetro o tempo de coleta em 16, 24, 32 e 40 horas. Os pós-compósitos foram compactados em matriz de ação uniaxial e sinterizados em ambiente de argônio em temperatura de 870C durante 30 minutos. Para simular a função de eletrodos, corpos de provas foram conformados e expostos a testes de erosão sob ação de arco elétrico em corrente de alimentação contínua de 70 A e potência média variando entre 3,8 KW e 5,8 KW. Nestas condições de ensaio o eletrodo de Cu-Nb apresentou uma perda de massa média de 42 % com uma taxa de erosão média de 2,9 . 10-2 g/s e o eletrodo de Cu-Mo uma perda de massa média de 32% com uma taxa de erosão máxima de 1,6 . 10-2 g/s. Os pós utilizados e materiais sinterizados foram caracterizados via MEV, EDS e DRX.

En el presente trabajo se muestran los resultados de una serie de pruebas pirometalúrgicas que se han realizado en un horno rotativo cilíndrico de sección corta, que es el más indicado para la fusión de polvos aglomerados, y apropiado por dar una buena distribución del calor durante la fusión. Se debe recalcar en este trabajo que el Complejo Metalúrgico de La Oroya es un conjunto de plantas que están diseñadas para tratar concentrados de diferentes minerales con altos niveles de contaminantes, obteniendo así rentabilidad en los subproductos que recupera, tales como la plata, antimonio, cadmio, selenio, bismuto y otros. Es así que sus diferentes plantas de tratamiento son generadoras de material particulado contaminante, lo cual debe ser controlado por un proceso adecuado. Aquí se describen también las unidades básicas de tratamiento pirometalúrgico de los concentrados minerales, para de este modo conocer el origen de los humos metalúrgicos y su modo de recuperación, que en la actualidad no es tan eficiente. Según lo descrito, y conociendo el problema desde su origen se ha llevado a cabo una serie de pruebas metalúrgicas a escala de laboratorio con el objeto de optimizar este proceso, generando una mayor recuperación de plomo y cadmio del polvo que se produce en los diferentes procesos. La idea básica es entonces impedir el reingreso al proceso del mayor porcentaje posible de material particulado, dando para esto un tratamiento por separado del mismo. De este modo se pretende dar una propuesta para mejorar la eficiencia del proceso tanto en lo económico como en lo ambiental.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:47:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:40:15Z : No. of bitstreams: 1 109893.pdf: 8523546 bytes, checksum: 61045f6bebc4a1e1bb9d07aa89441090 (MD5) / Este trabalho é parte de um estudo da fase , presente em diversas ligas que podem ser obtidas por Mechanical Alloying, que o nosso grupo vem realizando. Aqui, mostramos que a fase g presente nas ligas Cu67Al33 e Ag39Cd61 pode ser produzida à temperatura ambiente através do processo de mecano-síntese. A relaxação estrutural dos compostos como produzidos para compostos estáveis, contendo ainda a fase g, foi obtida após um tratamento térmico em temperatura adequada. As técnicas experimentais de Difração de Raios-X e Calorimetria Diferencial de Varredura foram usadas para investigar a evolução das propriedades estruturais dessas ligas. Os padrões de difração de raios-x medidos para estas ligas tal como foram produzidas e após serem tratadas termicamente foram indexados a uma rede do tipo cúbica primitiva e cúbica de corpo centrado (fase g). A liga Ag39Cd61 apresentou, após o tratamento térmico, além da fase g, a fase z (hexagonal). Os valores dos parâmetros de rede, calculados através de um ajuste não-linear, antes do tratamento térmico, foram a = 8.7158Å para o Cu67Al33 e a = 9.9917Å para Ag39Cd61. Após o tratamento térmico, o valor calculado para a liga Cu67Al33 foi a = 8.7054Å, para liga Ag39Cd61 o valor encontrado foi a = 9.9703Å para fase e a = 2.9877Å e c = 4.8274Å para fase . As fases cristalinas e presentes nestas ligas foram confirmadas através da simulação dos padrões de difração de raios-x, usando o método de Rietveld e dados da literatura para estas fases, juntamente com os valores de parâmetros de rede calculados por nós neste trabalho.