Realizou-se um estudo dos efeitos das variáveis de moagem e dos moinhos de alta energia sobre a síntese do composto intermetálico NiAl. A influência do poder de moagem, tamanho de partícula inicial de Ni, agente controlador de processo e dimensões dos corpos moedores durante a síntese do composto NiAl no moinho Spex foi quantificada utilizando-se um planejamento fatorial. Verificou-se uma significativa influência do poder de moagem no tempo de ignição da reação exotérmica de formação do composto NiAl, além da influência da interação entre o poder de moagem, agente controlador de processo e dimensões dos corpos moedores no tamanho médio de partículas dos produtos das moagens. O rendimento no moinho Attritor demonstrou-se dependente do poder de moagem e também da quantidade de agente controlador do processo durante a moagem de misturas de pós de Ni e Al. A síntese por combustão de pós mecanicamente ativados no moinho Attritor levou à formação de NiAl3, Ni2Al3 e NiAl ou somente NiAl, dependendo da temperatura de síntese. Conduziu-se a tentativa de determinação experimental, através da técnica de calorimetria diferencial de varredura, das entalpias de formação dos compostos intermetálicos NiAl3, Ni2Al3, NiAl e Ni3Al; os valores encontrados para Ni2Al3 e Ni3Al foram, respectivamente, 167 kJ/mol e 93 kJ/mol. A formação de NiAl no moinho planetário, ao contrário do verificado nos moinhos Spex e Attritor, ocorreu de maneira gradual e o tempo necessário para a formação do composto foi dependente da quantidade de agente controlador de processo. Para os moinhos planetário e Attritor estimaram-se as respectivas energias de moagens transferidas ao longo do processo e o composto NiAl obtido nestes moinhos foi parcialmente ordenado. O método de Rietveld foi utilizado para a determinação da quantidade de NiAl formado após a moagem nos moinhos planetário e Attritor e também para a estimativa dos tamanhos de cristalitos e da deformação da rede. Amostras particuladas obtidas nos moinhos planetário e Attritor foram consolidadas, sinterizadas a 1300ºC e caracterizadas por ensaios de flexão e microdureza Vickers; as amostras apresentaram um comportamento frágil em flexão e microdureza Vickers inferior em comparação ao valor encontrado na literatura. / A study on the effect of milling variables and high-energy mills on the NiAl intermetallic compound synthesis was performed. The effect of ball-to-powder ratio, Ni particle initial size, the use of process control agent and milling media size on NiAl synthesis in a Spex mill was evaluated using a factorial design. It was shown that ball-to-powder ratio plays an important role in the ignition time of the mechanically induced reaction of NiAl intermetallic formation; moreover, an interaction of ball-to-powder ratio, process control agent and milling media size was found to affect the particle size of milling products. During milling of Ni and Al powder, the yield of an Attritor mill was found dependent on ball-to-powder ratio and the process control agent quantity. After combustion synthesis of powders, which were previously mechanically activated in the Attritor mill, monophasic NiAl or a mixture of NiAl3, Ni2Al3 and NiAl were obtained depending on synthesis temperature; however, swelling of samples was verified in both situations. The enthalpy of formation of Ni2Al3 and Ni3Al was measured using differential scanning calorimetry and the experimental values were, respectively, 167 kJ/mol and 93 kJ/mol. NiAl compound formation occurred through an exothermic reaction in Spex and Attritor mills, on the other hand, this intermetallic was gradually formed during milling in the planetary mill, and, in this milling device, the time for compound formation was dependent on process control agent quantity. Furthermore, the energy transferred to the powder during milling in planetary and Attritor mills was estimated, and the NiAl synthesized in these devices was partially disordered. Also, the Rietveld method was employed to determine the amount of NiAl synthesized in planetary and Attritor mills, and, also, estimate crystallite size and lattice strain of milling products. Finally, milling products of planetary and Attritor mills were consolidated and sintered at 1300ºC so that Vickers microhardness and flexion tests could be performed; these tests indicated a fragile behavior, and hardness lower than the value found on literature.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-12-04T14:35:59Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mitsuo.L.Takeno.pdf: 2642036 bytes, checksum: ce4a14aed9debfdd28277de393856839 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-12-04T14:36:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mitsuo.L.Takeno.pdf: 2642036 bytes, checksum: ce4a14aed9debfdd28277de393856839 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-04T14:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Mitsuo.L.Takeno.pdf: 2642036 bytes, checksum: ce4a14aed9debfdd28277de393856839 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the SnSe was produced by two routes of synthesis, by mechanical alloying and simple melting technique. For both SnSe synthesis processes, the Sn and Se elementary powders were used in the nominal composition of Sn-50%Se in mols. Through the X-ray analysis of the sample synthesized by the mechanical alloying technique, a very fast nucleation of the alloy was observed in orthorhombic layers of SnSe with remarkable structural stability during the milling process however, the SnSe alloy that was milled up to 46 h showed a strong dependence with the milling's atmosphere. By the fusion technique of the elementary powders of Sn and Se, the SnSe was obtained in very oriented layers. The analysis of the crystallite size and microstrain of the alloys produced showed the efficiency of mechanical alloying in the production of nanostructured powders with a high degree of defects in their structure, on the other hand, the sample produced by melting process presented a low percentage of defects in their structure with crystallite size in the order of micrometers. / Neste trabalho foi produzido o SnSe por duas rotas de síntese, por moagem de alta energia e por fusão. Para ambos os processos de síntese do SnSe foram utilizados os pós elementares de Sn e Se na composição nominal de Sn-50%Se em mols. Através da análise de raios X da amostra sintetizada pela técnica de moagem, foi observado uma nucleação muito rápida da liga em camadas ortorrõmbicas de SnSe com uma notável estabilidade estrutural durante o processo de moagem, entretanto, a liga de SnSe que foi moída até 46h apresentou uma forte dependência com a atmosfera de moagem. Pela técnica de fusão dos pós elementares de Sn e Se foi obtido o SnSe em camadas muito orientadas. A análise do tamanho de cristalito e microdeformação das ligas produzidas mostrou a eficiência da moagem de alta energia na produção de pós nanoestruturados com um alto grau de defeitos em sua estrutura, por outro lado a amostra produzida por fusão apresentou uma baixa porcentagem de defeitos em sua estrutura com tamanho de cristalitos na ordem dos micrometros.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-09-26T22:13:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Elinaldo Neves dos Santos.pdf: 7749958 bytes, checksum: 8e4218776b8daae81116df3544562d61 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-19T20:16:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Elinaldo Neves dos Santos.pdf: 7749958 bytes, checksum: 8e4218776b8daae81116df3544562d61 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-19T20:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Elinaldo Neves dos Santos.pdf: 7749958 bytes, checksum: 8e4218776b8daae81116df3544562d61 (MD5) Previous issue date: 2017-09-05 / Ligas de alumínio são extensivamente utilizadas devido às suas excelentes características de baixo peso e boas propriedades mecânicas como ductilidade aliado a uma excelente resistência a corrosão dentre outras. O presente trabalho de pesquisa consiste na fabricação e caracterização da liga de alumínio-silício a partir de pós elementares de alumínio (AA 1100) e de pós de silício (Si) nas percentagens em massa de 5, 10 e 13% e com o tempo de 30, 60 e 120 minutos para cada percentagem, fabricados através da técnica de metalurgia do pó via moagem de alta energia (MAE) utilizando um moinho vibratório do tipo Spex, seguido de compactação uniaxial a frio e sinterização. Os pós processados foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Dispersiva de raios X (EDS) e Difração de Raios - X (DRX). Após a sinterização as amostras foram caracterizadas por Microscopia óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Dispersiva de raios X (EDS). A caracterização mecânica foi feita por dureza Vickers (HV). Na análise por MEV dos pós foi constatado que as partículas de pós diminuíram com o aumento do tempo de moagem nas três percentagens de silício. Após a sinterização conseguiu-se visualizar uma boa incorporação e uma distribuição homogênea do elemento de liga na matriz nas análises de MEV e MO. Os resultados de dureza revelaram aumento na dureza em relação a matriz AA1100 sem o elemento de liga. Convém destacar que a liga com 10% em massa de silício e processada durante 120 min apresentou o melhor resultado de dureza, onde foi verificado um aumento de 720,99% em relação a matriz AA1100. / Aluminum alloys are widely used because of their excellent characteristics of low weight and good mechanical properties such as ductility combined with excellent corrosion resistance among others. The present research consists on the manufacture and characterization of aluminum-silicon alloy from elemental aluminum powders (AA 1100) and elemental silicone powders (Si) in mass percentages of 5, 10 and 13% and with the time of 30, 60 and 120 minutes for each percentage, manufactured by powder metallurgy technique using mechanical alloying (MA) using a Spex shaker mills, followed by pressing and cold sintering. The powders - processed were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X - ray Dispersive Spectroscopy (EDS) and X - ray Diffraction (XRD). After sintering, the samples were characterized by Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Dispersive Spectroscopy (EDS). The mechanical characterization was done by Vickers hardness (HV). In the SEM analysis of the powders it was observed that the powder particles decreased with increasing grinding time in the three silicone fractions. After sintering, it was possible to visualize a good incorporation and a homogeneous distribution of the alloying element in the matrix in the SEM and MO analyzes. The hardness results showed increase of hardness in relation to the AA1100 matrix without the alloying element. It should be noted that the alloy with 10% by of silicone mass and processed for 120 min presented the best hardness result, where an increase of 720.99% was verified in relation to the AA1100 matrix.

Este trabalho trata da avaliação da compressibilidade de misturas de pós de nióbio e alumínio, previamente ativadas por moagem de bolas de alta energia. Foram variados o tempo de moagem e a quantidade de ácido esteárico, adicionado como agente controlador de processo (ACP), assim como o tamanho médio de partícula do pó de alumínio. Os pós de partida e as misturas moídas foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (forma das partículas) e por difração de raios laser (distribuição granulométrica). Uma máquina universal de ensaios foi utilizada nos testes de compressibilidade mediante compactação das amostras numa matriz cilíndrica de aço-ferramenta. Os dados de compressibilidade foram comparados graficamente segundo curvas de densidade (relativa) versus pressão. As diferenças de comportamento na compactação das amostras foram correlacionadas com as diferentes condições de moagem. Houve um decréscimo da compressibilidade com o aumento do tempo de moagem e da quantidade de ACP. Menos compressíveis foram também as misturas provenientes do pó de alumínio com maior tamanho de partícula. Uma nova equação de compactação foi ainda proposta, cujo ajuste aos dados deste trabalho foi superior aos verificados nas equações de modelos anteriormente publicados. / This work deals with compressibility evaluation of mechanically activated niobium and aluminum powder mixtures by high-energy ball milling. Milling time and quantity of stearic acid, added as a process control agent (PCA), were varied, as well as the mean particle size of the aluminum powder. Starting powders and as-milled mixtures were characterized by SEM (particle shape) and laser diffraction analysis (particle size distribution). A universal testing machine was used for the compressibility tests carried out in a cylindrical die of tool steel. Sample compressibility data were compared by plotting relative density-pressure curves. Different compaction behavior between samples was correlated to the various milling conditions. Compressibility was seen to decrease by increasing milling time and quantity of PCA. Mixtures from aluminum powder with larger particle size were also less compressible. A new compaction equation could be further provided, showing better fitting to the data of this work when compared to the equations from previous reported models.

Neste trabalho, foi investigada a influência de alguns agentes controladores de processo (ACP), a saber: ácido esteárico, etanol, metanol e ciclohexano, na ativação mecânica de misturas de pós de 25% at. de nióbio e 75% at. de alumínio (correspondente à estequiometria do composto intermetálico NbAl3), com posterior reação de combustão. Os agentes foram adicionados à mistura em questão com o intuito de estabelecer um equilíbrio entre os eventos de soldagem e fratura durante o processamento em moinho de alta energia SPEX® 8000. A influência das variáveis (tipo e quantidade) relativas aos ACPs na densidade relativa das pastilhas reagidas de NbAl3 foram avaliadas mediante a elaboração de planejamentos de experimentos, do tipo composto central para dois fatores, para cada agente. Foi possível construir modelos empíricos para os ACPs ácido esteárico, metanol e ciclohexano, capazes de relacionar numericamente as variáveis (tempo de moagem e quantidade de ACP) investigadas em cada planejamento e indicar a melhor condição para se obter a otimização da resposta avaliada. Os resultados das análises de distribuição granulométrica e a caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura permitiram avaliar os efeitos dos agentes na distribuição do tamanho de partículas e na formação dos agregados de Nb/Al. A influência dos ACPs na evolução da reação de combustão foi avaliada mediante a análise das temperaturas de ignição registradas durante o processo. A espectroscopia no infravermelho possibilitou sugerir um mecanismo para a atuação do ácido esteárico e dos álcoois (etanol e metanol) com os pós metálicos durante a moagem. Constatou-se que os agentes afetam de forma significativa o processo de ativação mecânica, resultando em diferentes resultados de densidade relativa. Essa influência depende do tempo de moagem adotado. Os efeitos mais pronunciados na cinética de moagem e as maiores densidades relativas para o NbAl3 foram obtidos com o uso dos agentes ácido esteárico e etanol. / In this work, the influence of some process control agents (stearic acid, ethanol, methanol and cyclohexane) in the mechanical activation of powder mixtures of 25% at. niobium and 75% at. aluminum (stoichiometry of the intermetallic compound NbAl3) followed by combustion synthesis reaction, was investigated. The process control agents (PCA) were added to the mixtures to establish a balance between welding and fracture of powder particles during high energy ball milling in SPEX® 8000. The influence of PCAs variables (type and quantity) in NbAl3 bulk densities was evaluated by central composites experimental designs elaborated for each PCA. It was possible to construct empirical models for stearic acid, methanol and cyclohexane. These models were able to establish the relationship between the investigated variables (milling time and quantity of PCA) and to indicate the better conditions to optimize the response. Particle size and SEM microstructural analysis allowed evaluating the effects of PCAs on size distribution and formation of Nb/Al aggregates. The influence of PCAs on the combustion reaction was evaluated by recording the thermal profiles of the pellets during the process. From the results of the infrared spectroscopy analysis it was possible to suggest a mechanism for the behavior of stearic acid and alcohols (ethanol and methanol) with metallic powders during milling. It was verified that PCAs affect significantly the mechanical activation process, resulting in NbAl3 pellets with different bulk densities. This influence depends on the milling time utilized. The more pronounced effects in the milling kinetic and major densities were produced with stearic acid and ethanol agents.

Este trabalho trata da avaliação da compressibilidade de misturas de pós de nióbio e alumínio, previamente ativadas por moagem de bolas de alta energia. Foram variados o tempo de moagem e a quantidade de ácido esteárico, adicionado como agente controlador de processo (ACP), assim como o tamanho médio de partícula do pó de alumínio. Os pós de partida e as misturas moídas foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (forma das partículas) e por difração de raios laser (distribuição granulométrica). Uma máquina universal de ensaios foi utilizada nos testes de compressibilidade mediante compactação das amostras numa matriz cilíndrica de aço-ferramenta. Os dados de compressibilidade foram comparados graficamente segundo curvas de densidade (relativa) versus pressão. As diferenças de comportamento na compactação das amostras foram correlacionadas com as diferentes condições de moagem. Houve um decréscimo da compressibilidade com o aumento do tempo de moagem e da quantidade de ACP. Menos compressíveis foram também as misturas provenientes do pó de alumínio com maior tamanho de partícula. Uma nova equação de compactação foi ainda proposta, cujo ajuste aos dados deste trabalho foi superior aos verificados nas equações de modelos anteriormente publicados. / This work deals with compressibility evaluation of mechanically activated niobium and aluminum powder mixtures by high-energy ball milling. Milling time and quantity of stearic acid, added as a process control agent (PCA), were varied, as well as the mean particle size of the aluminum powder. Starting powders and as-milled mixtures were characterized by SEM (particle shape) and laser diffraction analysis (particle size distribution). A universal testing machine was used for the compressibility tests carried out in a cylindrical die of tool steel. Sample compressibility data were compared by plotting relative density-pressure curves. Different compaction behavior between samples was correlated to the various milling conditions. Compressibility was seen to decrease by increasing milling time and quantity of PCA. Mixtures from aluminum powder with larger particle size were also less compressible. A new compaction equation could be further provided, showing better fitting to the data of this work when compared to the equations from previous reported models.

Neste trabalho, foi investigada a influência de alguns agentes controladores de processo (ACP), a saber: ácido esteárico, etanol, metanol e ciclohexano, na ativação mecânica de misturas de pós de 25% at. de nióbio e 75% at. de alumínio (correspondente à estequiometria do composto intermetálico NbAl3), com posterior reação de combustão. Os agentes foram adicionados à mistura em questão com o intuito de estabelecer um equilíbrio entre os eventos de soldagem e fratura durante o processamento em moinho de alta energia SPEX® 8000. A influência das variáveis (tipo e quantidade) relativas aos ACPs na densidade relativa das pastilhas reagidas de NbAl3 foram avaliadas mediante a elaboração de planejamentos de experimentos, do tipo composto central para dois fatores, para cada agente. Foi possível construir modelos empíricos para os ACPs ácido esteárico, metanol e ciclohexano, capazes de relacionar numericamente as variáveis (tempo de moagem e quantidade de ACP) investigadas em cada planejamento e indicar a melhor condição para se obter a otimização da resposta avaliada. Os resultados das análises de distribuição granulométrica e a caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura permitiram avaliar os efeitos dos agentes na distribuição do tamanho de partículas e na formação dos agregados de Nb/Al. A influência dos ACPs na evolução da reação de combustão foi avaliada mediante a análise das temperaturas de ignição registradas durante o processo. A espectroscopia no infravermelho possibilitou sugerir um mecanismo para a atuação do ácido esteárico e dos álcoois (etanol e metanol) com os pós metálicos durante a moagem. Constatou-se que os agentes afetam de forma significativa o processo de ativação mecânica, resultando em diferentes resultados de densidade relativa. Essa influência depende do tempo de moagem adotado. Os efeitos mais pronunciados na cinética de moagem e as maiores densidades relativas para o NbAl3 foram obtidos com o uso dos agentes ácido esteárico e etanol. / In this work, the influence of some process control agents (stearic acid, ethanol, methanol and cyclohexane) in the mechanical activation of powder mixtures of 25% at. niobium and 75% at. aluminum (stoichiometry of the intermetallic compound NbAl3) followed by combustion synthesis reaction, was investigated. The process control agents (PCA) were added to the mixtures to establish a balance between welding and fracture of powder particles during high energy ball milling in SPEX® 8000. The influence of PCAs variables (type and quantity) in NbAl3 bulk densities was evaluated by central composites experimental designs elaborated for each PCA. It was possible to construct empirical models for stearic acid, methanol and cyclohexane. These models were able to establish the relationship between the investigated variables (milling time and quantity of PCA) and to indicate the better conditions to optimize the response. Particle size and SEM microstructural analysis allowed evaluating the effects of PCAs on size distribution and formation of Nb/Al aggregates. The influence of PCAs on the combustion reaction was evaluated by recording the thermal profiles of the pellets during the process. From the results of the infrared spectroscopy analysis it was possible to suggest a mechanism for the behavior of stearic acid and alcohols (ethanol and methanol) with metallic powders during milling. It was verified that PCAs affect significantly the mechanical activation process, resulting in NbAl3 pellets with different bulk densities. This influence depends on the milling time utilized. The more pronounced effects in the milling kinetic and major densities were produced with stearic acid and ethanol agents.

A sucata eletrônica tem obtido crescente importância no cenário mundial de resíduos sólidos. Isso se deve não somente à sua toxicidade, mas também ao seu alto valor econômico, dado que as quantidades de metais presentes nas placas são expressivas (cerca de 36% em placas-mãe de computadores). A reciclagem da sucata eletrônica pode demandar uma ou mais etapas envolvendo a hidrometalurgia, em particular a lixiviação ácida, um dos processos economicamente viáveis. A fim de se estudar a influência da cominuição prévia da sucata, via moagem de alta energia, na cinética e na capacidade da lixiviação ácida de alguns metais de interesse, placas-mãe de computadores da marca Dell, do ano de 2006, foram cominuidas segundo duas rotas. Na primeira delas, houve cominuição apenas com o moinho de facas, tradicionalmente utilizado nessa etapa. Na segunda, fragmentos provenientes da cominuição em moinho de facas foram adicionalmente cominuídos em moinho planetário. Foram estabelecidos procedimentos similares de digestão e lixiviação das amostras das duas rotas, assim como nos respectivos resíduos de lixiviação. Os licores foram caracterizados quimicamente por ICP-OES. Concluiu-se que a cominuição adicional das placas-mãe em moinho planetário propiciou aumento substancial da cinética de reação e do rendimento da lixiviação do cobre, níquel e estanho, em razão do maior grau de cominuição atingido. Os rendimentos foram de 99,3 %, 98,9% e 93,6% no moinho planetário, contra 41,40 %, 60,2 % 83,9 % obtidos com o uso exclusivo do moinho de facas, respectivamente para o cobre, níquel e estanho. / The e-waste has a growing importance in the global scenario of solid waste. This is due to its toxicity and high economical value. The high value is provided by the valuable metals content on e-waste, whose concentrations are expressive (about 36% in weight on printed circuit boards). Many times, the recycling is complicated, requiring one or more steps of hydrometallurgy, particularly acid lixiviation, one of the economical viable process. In order to study the influence of previous comminution of e-waste by high energy milling, in chemical kinetic and in the acid leaching capacity of metals, Dell computer motherboards, from 2006, was comminuted in two different routes. In the first one, the motherboards were comminuted only in knife mill, a traditional way to comminute the e-waste. In the second route, the fragments that came from the knife mill were additionally comminuted in planetary mill. Similar procedures of digestion and leaching were established for both routes, as with the residues from both leaching. The leaching and digestion liquors were chemically characterized by ICP-OES. It was concluded that the additional comminution of motherboards in planetary mill propitiated a substantial increase in reaction kinetic and in metal leaching yield, cooper, nickel and tin, in function of comminution grade. The yields were 99.3 %, 98.9 % and 93.6 % in planetary mill, versus 41.4 %, 60.2 % and 83.9 % obtained in knife mill alone, respectively to cooper, nickel and tin.

Neste trabalho eletrodos negativos de baterias de níquel-hidreto metálico constituídos por ligas de hidreto metálico baseadas em MgNi, processadas por moagem de alta energia utilizando-se um moinho de bolas tipo vibratório, foram preparadas e inicialmente investigadas utilizando técnicas como difração de raios-X, energia dispersiva de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de varredura para caracterização estrutural e morfológica. Em seguida foram feitos estudos eletroquímicos como ciclos galvanostáticos de carga e descarga e voltametria cíclica para se obter informações como a estabilidade e a capacidade de descarga da liga, bem como conhecer os processos de difusão que ocorrem no interior das ligas. As ligas foram baseadas em Mg55Ni45 com o Mg sendo substituído parcialmente por Ti em até 8% atômico e o Ni substituído parcialmente por Pt ou por Pd em até 4%, em cada um dos casos. As análises consistiram em avaliar ligas com 1 ou 2 substituintes, gerando uma série de combinações devidas às variações na quantidade de cada substituinte. Foi observado que as ligas contendo Ti apresentaram melhora na capacidade de descarga inicial quando comparadas à liga base; ligas contendo Pt ou Pd melhoraram a capacidade de reter carga durante os ciclos, apresentando maior estabilidade; ligas contendo Ti e Pt apresentam melhores capacidades de descarga inicial, inclusive maiores que as ligas contendo Ti, finalmente as ligas contendo Pd apresentaram as maiores capacidades, com e sem adição de Ti. / This work investigated negative electrodes for nickel-metal hydride batteries, formed by Mg-based metal hydride alloys and prepared by high energy mechanical alloying. The prepared alloys were first characterized using X-ray diffraction, energy dispersive X-ray analyses, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy, for obtaining structural and morphological information\'s of the materials. Electrochemical analyses comprised galvanostatic charge/discharge cycling and cyclic voltammetry, used for obtaining information\'s on the alloy discharge capacity and stability as well as on the diffusion processes occurring in the bulk of the alloys. The alloys were based on Mg55Ni45, in which Mg was partially substituted by Ti up to 8 % (atomic) and Ni partially substituted by Pt or Pd up to 4 % (atomic). These materials were formed with 1 or 2 substituting elements, in a series of several Ti, Pt, Pd, Ti and Pt and Ti and Pd combinations. It was seen the alloys containing Ti show higher initial discharge capacity when compared to the base material. In the case where Pt or Pd substitutes Ni, higher charge retention capacity along the cycles was seen, but when Ti and Pt or Pd are used together, the alloys show higher initial discharge capacity, larger than when Ti used alone. Finally, it was seen that the alloys containing Pd present the largest discharge capacity, both in the absence or in the presence of Ti.

Neste trabalho, investigou-se a elaboração mecânica do composto intermetálico TiFe por moagem de bolas com alta energia. Uma forte aderência do material moído, particularmente nas paredes do recipiente de moagem, foi o principal problema verificado com tempos de moagem superiores a 1 hora (moinho agitador). Tentativas para resolver este problema foram realizadas inicialmente com o emprego de agentes controladores de processo (ACPs), como etanol, ácido esteárico, polietileno de baixa densidade, benzeno e ciclohexano, em diferentes quantidades (1 a 20% em massa) e tempos (1 a 40 h), mantendo-se constantes outros parâmetros de moagem como a razão bola:pó em massa (10:1) e o tamanho das bolas (=7mm). Os rendimentos mais elevados (em termos da massa de pó não aderido) foram obtidos quando se utilizaram grandes quantidades de benzeno e ciclohexano (101 e 103% em massa, respectivamente), porém com a formação de TiC ao invés de TiFe em razão da decomposição do ACP e reação do carbono com as partículas de titânio. As moagens foram realizadas posteriormente sem o emprego de qualquer ACP e também utilizando um moinho planetário. Várias estratégias foram investigadas para se tentar mitigar a aderência incluindo-se: (a) moagem de uma pequena quantidade da mistura de pós de Ti e de Fe, revestindo as paredes do recipiente e as bolas de moagem, antes da moagem da carga principal, (b) moagem pausada com aberturas intermediarias do recipiente em atmosfera ambiente, (c) moagem pausada para rotação e inversão da posição do recipiente de moagem (apenas no moinho agitador), (d) moagem isolada dos pós de Ti e de Fe, antes da moagem da mistura, e (e) moagem do pó de Fe com o Ti hidretado. Os melhores resultados, em termos de diminuição da aderência combinada com a formação majoritária do composto TiFe durante a moagem, foram obtidos quando se adotou o procedimento de inversão/rotação, juntamente com o processo de revestimento preliminar do recipiente e das bolas de moagem (26% em massa). Rendimentos maiores foram obtidos com a utilização do TiH2 no moinho planetário, porém sem a formação majoritária do TiFe durante a moagem. / In this work an investigation on the mechanical alloying of the intermetallic compound TiFe by high-energy ball milling was conducted. Strong adherence of milled material, particularly at the vial walls, was seen to be the main problem at milling times higher than 1 hour (shaker mill), hindering the compound synthesis. Attempts to prevent this problem were accomplished first by adding different process control agents (PCAs), like ethanol, stearic acid, low density polyethylene, benzene and cyclohexane at variable quantities (1 to 20 wt. %) and times (1 to 40 h), keeping constant other milling parameters like ball to powder mass ratio (10:1) and balls size (=7mm). Highest yields (related to the non adhered powder) were attained with larger amounts of benzene and cyclohexane (101 and 103 wt. %, respectively), but with TiC formation during milling instead of TiFe due to the PCA decomposition and the reaction of the carbon with and titanium particles. Milling was conducted further without adding any PCA and also using a planetary ball mill. Several strategies were tried to avoid or minimize the adherence including: (a) milling of a small quantity of the Ti and Fe powder mixture, dirtying the vial walls and the balls surfaces before milling the main charge, (b) stepwise milling with intermediate openings of the vial in air, (c) stepwise milling with the rotation and the inversion of the vial position between the steps (only in the shaker mill), (d) milling Ti and Fe powders (apart from each other) before milling the mixture of them, and (e) milling Fe powder with Ti hydride powder. Best results concerning both yield and major TiFe formation during milling were verified with the rotation/inversion procedure combined with preliminar dirtying of the vial and balls (26 wt.% in the shaker mill). Higher yields could be attained by using TiH2 powder in the planetary mill, but with no major TiFe formation during milling.