Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299944.pdf: 3701535 bytes, checksum: 6783f2c9451a01a32828bd130ae23e6c (MD5) / Este trabalho visa o estudo do processo de polimerização em miniemulsão direta e inversa como rota para encapsulação de nanopartículas de níquel (Ni). As técnicas de polimerização em miniemulsão utilizadas apresentam as vantagens de possibilitar a encapsulação das partículas inorgânicas diretamente nas gotas de monômero quando são polimerizadas. Na análise da composição química e da natureza de superfície do níquel, realizada através de DRX, EDS, XPS e FTIR, foi constatado que as nanopartículas (NPs) de níquel metálico tem estrutura cúbica de face centrada (fcc) e apresentam-se oxidadas em toda a sua superfície. A presença de grupos hidroxilas na superfície do níquel foi confirmada pela espectroscopia de absorção de infravermelho. Através da análise microestrutural, realizada por MET e MEV-FEG, foi possível verificar que as NPs são esféricas e tendem a se aglomerar devido à forte atração magnética. A encapsulação das NPs de níquel recobertas com ácido oléico (AO) através da polimerização do metacrilato de metila (MMA) em miniemulsão direta mostrou ser efetiva quando foi utilizado o co-estabilizador polimérico poliestireno (PS), o qual possui massa molar 175.000 g/mol. Quando utilizado o iniciador hidrossolúvel (KPS) foram observadas partículas de PMMA puro com diâmetro numérico médio (Dpn) 59 nm e partículas com incorporação de NPs de níquel (PMMA/Ni) com Dpn de 198 nm. No sistema em que foi utilizado AIBN como iniciador foi observada a possibilidade de encapsular NPs de níquel na matriz de PMMA, resultando em partículas com um diâmetro numérico médio de 128,7 nm. Também foram observadas partículas puras de PMMA com Dpn de 79,8 nm. Pode ser observado que, mesmo com a redução do diâmetro da gota para o da partícula, a distribuição de tamanho de partícula (DTP) é estreita quando o AIBN é utilizado. Os látices sintetizados com NPs de Ni recobertas com AO, através de polimerização em miniemulsão do monômero MMA, para ambos os iniciadores utilizados, KPS e AIBN, apresentam propriedades predominantemente ferromagnéticas, comprovadas pelas medidas de magnetização de amostra vibrante. As NPs de níquel modificadas com MPS e AO foram encapsuladas através da polimerização do estireno em miniemulsão de forma efetiva, quando o KPS foi utilizado como iniciador. A maior taxa de reação provocada pelo KPS permitiu que as NPs de níquel ficassem presas no interior das partículas de poliestireno, impedindo-as de serem expulsas e resultando em uma alta porcentagem de partículas híbridas de PS/Ni. O diâmetro médio numérico das nanopartículas de PS/Ni foi de aproximadamente 126 nm e das partículas de PS puro foi de 90 nm. O látex, sintetizado com NPs de Ni modificadas com MPS e AO apresenta um comportamento característico de um material com partículas predominantemente ferromagnéticas. As nanopartículas de poliacrilamida/níquel foram sintetizadas através da polimerização em miniemulsão inversa utilizando nitrato de níquel, de zinco e de sódio como lipófobos. A encapsulação das NPs de níquel foi possível, quando utilizado o nitrato de zinco como lipófobo, com um diâmetro numérico médio de 311 nm e com distribuição de tamanhos larga. Quando foi utilizado praticamente o dobro do sal de nitrato de zinco, o diâmetro médio numérico foi maior e a DTP foi mais estreita. As partículas de PAAm/Ni apresentam morfologia de framboesa. No caso do nitrato de níquel foi possível observar a incorporação do níquel na matriz da poliacrilamida para as diferentes concentrações de Brij 76 utilizadas. Para o sistema em que o nitrato de sódio foi utilizado, foram observadas tanto partículas pequenas de PAAm puras quanto nanopartículas de níquel encapsuladas pela poliacrilamida, o qual também é observado na superfície do polímero. As curvas de magnetização da PAAm/Ni mostram que a magnetização de saturação é ligeiramente inferior ao das NPs de níquel puro / This work aims the study of the process of direct and inverse miniemulsion polymerization as a route to obtain latex containing nickel nanoparticles in its constitution. The miniemulsion polymerization techniques used in this work have the advantage of enabling the encapsulation of inorganic particles directly in the monomer drops when polymerization occurs. In the analysis of chemical composition and nature of the nickel surface, performed by XRD, EDS, XPS and FTIR, it was found that metallic nickel nanoparticles (NPs) have face-centered cubic structure and present oxidation in the surface. The presence of hydroxyl groups on nickel#s surface was confirmed by infrared absorption spectroscopy. Through the microstructural analysis, performed with MET and MEV-FEG, we found that the nanoparticles are spherical and have a tendency to agglomerate due to strong attraction. The encapsulation of nickel nanoparticles covered by oleic acid (AO) by methyl methacrylate (MMA) miniemulsion polymerization was effective when PS was used as a stabilizer, which has a molecular weight of 175,000 g/mol. When the water soluble initiator (KPS) was used, pure particles of PMMA with an average numeric diameter (Dpn) of 59 nm and particles containing nickel nanoparticles (PMMA/Ni) were observed with a Dpn of 198 nm. The system in which AIBN was used as initiator, the ability to encapsulate nickel nanoparticles in the PMMA matrix was observed, resulting in particles with an average numeric diameter of 128,7 nm. Pure PMMA particles were also observed, with a Dpn of 79,8 nm. Even with the reduction of the drop diameter to the particle diameter, the particle size distribution (PDI) is narrower when AIBN is used. The lattices which were synthesized with nickel nanoparticles covered by AO, using miniemulsion polymerization of MMA with both initiators (KPS and AIBN) showed, predominantly, ferromagnetic properties, which was proved by vibrating sample magnetization measures. Nickel nanoparticles modified with MPS and AO were encapsulated by styrene miniemulsion polymerization, when KPS was used as initiator. The highest reaction rate, caused by KPS, allowed nickel nanoparticles trapped inside the polystyrene particles, preventing them from being expelled, resulting in a high percentage of hybrid particles of PS/Ni. The average numeric diameter of NI/PS nanoparticles was about 126 nm and pure PS particles was about 90 nm. The latex, synthesized with nickel nanoparticles modified with MPS and AO, shows a characteristic behavior of a material composed by, predominantly, ferromagnetic particles. The nickel/polyacrylamide nanoparticles were synthesized by inverse miniemulsion polymerization, using nickel nitrate, zinc nitrate and sodium nitrate as lipophobe. The encapsulation of nickel nanoparticles was possible when zinc nitrate was used as lipophobe, with an average numeric diameter of 311 nm and with a large size distribution. When almost double of zinc nitrate salt was used, the average numeric diameter was higher and the particle size distribution (PDI) was narrower. The PAAm/Ni particles presented raspberry morphology. In the case of nickel nitrate it was possible to realize the incorporation of nickel in the polyacrylamide matrix for different Brij 76 concentrations. For the system in which sodium nitrate was used, pure PAAm particles and nickel nanoparticles encapsulated by polyacrylamide were observed. The nickel nanoparticles are observed on the polymer surface. Magnetization curves show that the saturation magnetization of polyacrylamide/nickel particles is only slightly below that of the pure nickel nanoparticles

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2006. / Made available in DSpace on 2012-10-22T22:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Uma das etapas de produção de soda cáustica a 50% em solução aquosa é a evaporação do licor de células (solução de soda cáustica a 12,9%) produzido nas células eletrolíticas. Um dos equipamentos principais das duas plantas de evaporação da unidade Cloro-Soda da BRASKEM em Alagoas é conhecido como trocador de calor do 1º efeito, que promove o aquecimento (com vapor) do licor cáustico no evaporador do 1º efeito de uma planta de evaporação de soda cáustica de triplo efeito. Ao longo do tempo de operação das plantas, o trocador de calor do 1º efeito apresentou falhas nos seus tubos, ocasionando vazamentos de vapor para o licor cáustico, desconcentrando a solução e inviabilizando a produção. Os tempos de vida dos tubos foram reduzindo a cada campanha, aumentando bastante os custos de manutenção em função da substituição regular do feixe tubular de níquel (Ni200). Os objetivos deste trabalho são: analisar as razões pelas quais a falha acontece, quais motivos a tornaram mais severa com o passar do tempo, caracterizar o modo de falha presente e seus fatores de influência e discutir possíveis soluções para minimização do problema e também de melhor convivência com as políticas de manutenção adequadas à confiabilidade dos equipamentos. Todos os fatos avaliados permitiram concluir que trata-se de um problema relacionado à corrosão e que a influência do projeto mecânico do trocador de calor possui pouca ou nenhuma influência na ocorrência das falhas. / A major step in 50% caustic soda solution production is the concentration of the liquor cell (weak caustic solution 12,9%) produced in electrolitic cells. One of the main equipment in BRASKEM Chlor-Alkali plant is the first effect heat exchanger, what is the equipment which heats (with steam) the caustic liquor in the first effect evaporator in triple effect concentration plant. During the unit operational life, the first effect heat exchanger tubes have failed, causing steam leaking to the caustic liquor, diluting the solution, and reducing production efficiency. The tubs lifetime were becoming lower in each campaing, increasing the maintenance costs, mainly to substitute the nickel (Ni200) tubesheet regularly. The objectives of this research are: analyze the reasons by which the failure happens, what are the motives that increased the severity of the failure, define the failure modes and its influence factors and discuss some possible solutions, and improve the way we manage this problem by adopting optimized maintenance policies based on reliability issues. All the evidences alowed the conclusion that this problem is related to corrosion, and the mechanical design of the heat exchanger has no influence on the failure.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267032.pdf: 2971349 bytes, checksum: 3c625a094d23b2511571f2a24a6b93b7 (MD5) / Neste trabalho foram produzidos materiais hibridos formados de microesferas de carbono com nanoparticulas de niquel metalico. Eles foram obtidos por quatro rotas distintas, aqui identificadas como H1, H2, H3 e H4. Previamente tambem foram produzidas esferas de carbono atraves da polimerizacao da glicose pelo metodo hidrotermico. Depois de varios testes, escolheram-se as condicoes: solucao aquosa 0,5 molar de glicose, temperatura de tratamento 190.C por tres horas. Com esses parametros foram obtidos de forma reprodutivel, esferas de carbono lisas e individuais, com morfologia perfeitamente esferica, diametro medio de 345 nm e desvio padrao de 53 nm (ou seja 15 % de dispersividade). Esta amostra, chamada de EC, serviu como referencia para a sintese dos hibridos H1 e H2 e como precursora para as rotas H3 e H4. Na rota H1 foi acrescentado um sal de niquel a solucao de glicose que foi entao processada tal como a amostra de referencia EC. O material se apresentou na forma de esferas lisas, um pouco agregadas, com diametros muito grandes, acima de 10 micrmetros e com alta dispersividade. A analise EDS indicou a presenca de niquel e a DRX mostrou que apos um tratamento termico em atmosfera de argonio e hidrogenio a 370.C/2h aparece o perfil JCPDS 00-004-0850 do niquel metalico nanometrico. O rendimento da amostra foi de 3,5 vezes maior que da amostra EC. Na rota H2 foram acrescentadas nanoparticulas de niquel metalico (recem preparadas) a solucao de glicose que foi entao processada tal como a amostra de referencia. Foram obtidas duas fases distintas, uma formada de esferas lisas, individuais e com diametros maiores que 3 micrmetros e outra fase formada de esferas agregadas e com diametros menores que 500 nanometros. A analise de EDS indicou a presenca de niquel em ambas as fases e a DRX mostra que apos o tratamento em atmosfera de argonio e hidrogenio a 370.C/2h, o niquel e metalico e nanometrico. Aqui o rendimento tambem foi cerca de 3,5 vezes maior que o da amostra EC. Para a rota H3 foram usadas as esferas de carbono, amostra EC, como precursoras; em uma dispersao destas, foi acrescentado um sal de niquel, que em seguida e convertido a hidroxido de niquel. Este sistema, apos sonicado e envelhecido (para provocar a quimisorcao do hidroxido de niquel nas esferas do material carbonaceo), e submetido a um redutor quimico. As analises mostram que se formam nanoparticulas de niquel, sejam dispersas sobre a superficie das esferas de carbono, sejam aglomeradas no espaco entre as esferas de carbono. Por fim, na rota H4 as esferas de carbono precursoras (amostra EC) foram parcialmente encharcadas com uma solucao de cloreto de niquel, que e evaporada logo apos. O processo chamado de #gincipient wetness method#h e repetido varias vezes. Formam-se nanocristais de cloreto de niquel nos nanoporos superficiais das esferas de carbono. Apos tratamento em argonio, as analises de MET mostram nanocristais de niquel individuais e bem dispersos sobre a superficie das esferas de carbono. Apresentamos tambem, alguns resultados de um tratamento termico em atmosfera redutora. / In this work we produced hybrid materials formed of carbon microspheres with metallic nickel nanoparticles. They were obtained by four different routes identified here by H1, H2, H3 and H4. Previously we also produced carbon spheres through the polymerization of glucose by the hidrothermal method. After various experiences, we choose the following conditions: aqueous solution of glucose 0,5 M, treatment temperature of 190.C for three hours. With these parameters we obtained in a reproductible way, smooth and individuals carbon spheres, with poerfect spherical morfology, mean diameters of 345 nm and standard deviation of 53 nm (what means 15 percent of dispersity). This sample, called EC, will be used as reference for the synthesis of the hybrids H1 and H2 and as precursor of the hybrids H3 and H4. In the route H1 we added a nickel salt to the solution of glucose that is processed as the sample of reference EC. The material is formed of smooth spheres little agregated, but surprisingly with very large diameters, above 10 micrometers and with high dispersity. The EDS analysis indicate the presence of nickel and the XRD show that after a thermal treatment in argon and hidrogen atmosphere at 370.C/2h apears a JCPDS profile 00-004-0850 of the metallic nanometric nickel. The final product yield was 3,5 times more than sample EC. In the H2 route we added metallic nickel nanoparticles (previously prepared) to the glucose solution that was processed as sample of reference EC. We obtained two different phases, one formed of smooth and individual spheres with diameters greater than 3 micrometers; the second phase formed by agregated spheres with diameters smaller than 500 nm. The EDS analysis indicated the presence of nickel in both phases and the XRD showed that after a thermal treatment in argon and hidrogen atmosphere at 370.C/2h, the nickel is metallic and nanometric. Here the yield also was about 3,5 times more than the sample EC. For the route H3 we used the carbon spheres, sample EC, as precursor; in a dispersion of this sample, we added a nickel salt, that is converted to nickel hidroxide. This system, after sonicated and aged (to make the chemisorption of the nickel hidroxide in the spheres of the carbonaceous material), was submited to a chemical reductor. The analysis showed that nickel nanoparticles was formed, being dispersed over the surface of the carbon spheres, or being aglomerated between the carbon spheres. At last, in the route H4 the precursor carbon spheres (sample EC) were partially wet with a nickel chloride solution, that is soon evaporated. The process is called incipient wetnessmethod, and was repeted many times. Nickel chloride nanocrystals was formed in the nanopores of the carbon spheres surface. After a treatment in argon, the TEM analysis showed that individual and well dispersed nickel nanocrystals was present over the surface of the carbon spheres. We also present some results of a interesting thermal treatment in a reductive atmosphere.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242932.pdf: 655625 bytes, checksum: cb4ba88d1cd423bf1f47453296285b3d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297680.pdf: 642884 bytes, checksum: 25e9296ea3e9b9cdbb19b6995fcd8d6b (MD5) / Justificativa: Ligas metálicas são utilizadas em dispositivos médicos para uso intravascular, principalmente na forma de stents, endopróteses, filtro de veia cava e coils. Todos os implantes metálicos sofrem corrosão após serem implantados no corpo humano. As propriedades físicas e de superfície desses materiais como seu comportamento corrosivo ainda não foram totalmente elucidadas, sendo este conhecimento fundamental para que seja possível evitar complicações destas ligas metálicas. Objetivo: Descrever um modelo experimental para medição do potencial de corrosão (Ecorr) de uma liga metálica no sangue humano em circulação e in vivo e realizar a medição do Ecorr da liga de NiTi. Desenho do Estudo: Estudo experimental, não controlado, analítico do tipo longitudinal. Métodos: Foi mensurado o Ecorr em seis pacientes submetidos à cirurgia arterial direta onde a aorta abdominal, artéria ilíaca ou artéria femoral foram expostas. Antes de se proceder o clampeamento arterial e a arteriotomia, foi mensurada a diferença de potencial de corrosão do NiTi através de um dispositivo constituído por eletrodos de NiTi e pseudo-eletrodo de Pt, que permanecia em contato com o sangue circulante durante um período de 12 minutos fazendo a medição do Ecorr. Para o uso do pseudo-eletrodo de Pt o dispositivo foi previamente validado em testes in vitro. Resultados: Ecorr da liga de NiTi em sangue humano in vivo e em circulação foi de -227,94 (± 27,76)mV. A medida do coeficiente de correlação intraclasse entre os 6 pacientes apresentaram-se compatíveis entre si. Conclusão: O método descrito para medição do Ecorr mostrou-se reprodutível e confiável, podendo servir de modelo experimental para futuros trabalhos com outras ligas metálicas / Background: Metal alloys are used in the manufacturing of intravascular devices such as stents, endoprosthesis, vena cava filters, and coils. All metallic implants are prone to corrosion after placement into the human body. Since the physical and surface properties of metal alloys are not entirely clear, this knowledge becomes essential to reduce clinical complications related to these implants. Objectives: Describe an experimental model to measure the corrosion potential (Ecorr) of a metal alloy in human blood in circulation and in vivo and perform the measurement of Ecorr NiTi alloy. Study design: Experimental, noncontrolled, analytical, longitudinal study. Methods: The Ecorr was measured in 6 patients who underwent open vascular surgery with exposition of the abdominal aorta, iliac artery, or the femoral artery. Before the arterial clamping and arteriotomy, the NiTi Ecorr was measured by the use of a dispositive constituted of NiTi electrodes and a Platinum (Pt) pseudo-reference electrode which were placed into the human circulation during 12 minutes. The Pt pseudo-reference electrode has been previously validated in vitro testing. Results: The measure of the NiTi Ecorr in the human circulation was -227.94 (± 27.76) mV. The correlation coefficient was compatible among the 6 patients. Conclusion: The reported method to measure the Ecorr was shown to be reproducible and reliable, and it may be used in future research with other metal alloys

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:43:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323512.pdf: 2713357 bytes, checksum: 16b46e0bf66a132189a308e6e9b561c5 (MD5) Previous issue date: 2013

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:27:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302256.pdf: 18882913 bytes, checksum: 005c1e6a60112cd0cebe3b91efb3312e (MD5) / Uma alternativa à utilização de materiais resistentes a corrosão e de elevado custo para fins estruturais é o revestimento por soldagem dos aços C-Mn com superligas a base de níquel da série 625. Dentre os processos e soldagem a arco, os mais usualmente empregados para a confecção de revestimentos com estes materiais são por eletrodos revestidos, GTAW com uso da variante #hot-wire# e arco submerso. No processo de soldagem MIG/MAG, que propicia alta produtividade, verifica-se maior dificuldade na obtenção de cordões de solda com aceitáveis níveis de convexidade durante a transferência metálica com baixa potência de arco (curtocircuito e pulsado), sendo utilizada, na maioria das vezes, transferência por pulverização axial (spray), aumentando significativamente a diluição. Foi observado que elevados níveis de diluição impostos pelo processo de soldagem, podem, além de reduzir a resistência a corrosão dos revestimentos pela incorporação de ferro proveniente do metal de base, promover a formação de microestruturas definidas como zonas parcialmente diluídas (ZPD), fundamentalmente martensíticas, duras e frágeis sobre a linha de fusão. Este trabalho reúne uma série de resultados promissores, apresentando uma avaliação sistemática a partir do uso de técnicas estatísticas, dos efeitos dos parâmetros de soldagem sobre as características geométricas, de resistência à corrosão e sobre a formação das ZPD, resultando numa metodologia prática para a confecção de revestimentos de aços C-Mn com superligas de níquel, sob baixo consumo de material e em níveis satisfatórios de diluição e de convexidade. Verificou-se que a correta associação dos parâmetros de soldagem pelo processo MIG/MAG pulsado com o emprego da mistura binária constituída por Ar-5%H2 como gás de proteção proporcionou a fabricação de soldas de revestimento com características geométricas e de resistência à corrosão satisfatórias, resultando em níveis de diluição tão baixos quanto 1-3%, suprimindo assim a formação das ZPD. / An alternative to use of high cost corrosion resistant materials for structural purposes is the cladding of C-Mn steel with 625 series nickelbased superalloys. The most commonly arc welding processes employed for this operation are SMAW, hot wire GTAW and submerged arc. In the GMAW process, which provides high productivity, there is a greater difficulty in obtaining weld beads with acceptable convexity levels during low arc power metal transfer (short-circuiting and pulsed) being used in most times spray transfer, increasing significantly the base metal content (dilution) into the weld metal. High dilutions levels imposed by welding process can reduce the corrosion resistance of overlay (by the incorporation of iron from base metal) and to promote the formation of hard and brittle martensitic microstructures along the fusion line, named here as partially diluted zones (PDZ). This work presents promising results, with a systematic evaluation from statistical techniques, of the effects of welding parameters on the geometric characteristics, corrosion resistance and PDZ formation, resulting in a practical method for cladding C-Mn steel with nickel based superalloy at low material consumption and at satisfactory levels of dilution and convexity. Was verified that the correct association of welding parameters for pulsed GMAW and use of air-5%H2 mixture as welding shielding gas provided the best overlay geometric characteristics and satisfactory corrosion resistance, resulting in dilution levels as low as 1-3%, thereby suppressing the formation of PDZ.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Odontologia / Made available in DSpace on 2012-10-21T02:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 200123.pdf: 1541451 bytes, checksum: cc8fa4357e521d76a32300021deaae1b (MD5) / Este estudo avaliou a resistência de união à tração de dois cimentos resinosos de dupla ativação (RelyX CRA e Bistite II DC) e dois cimentos de ionômero de vidro para fixação (Ketac Cem Radiopaque e Vivaglass Cem PL) a uma liga metálica de Ni-Cr, aos 15 min e 24 h de armazenamento após o tempo de presa. O cimento resinoso Bistite II DC apresentou diferença significativa em relação aos demais cimentos, tanto aos 15 minutos como após 24 horas. Os grupos de cimentos resinosos de 24 h não apresentaram diferença estatística em relação aos grupos de 15 min e os grupos de cimentos de ionômero de vidro de 24 h foram superiores aos grupos de 15 min.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193082.pdf: 6385312 bytes, checksum: 2e5bc7e9763d7e90e97f59f9a6bdbbb0 (MD5) / A aplicação industrial de técnicas de processamento de materiais por plasma vem apresentando um notável crescimento nos últimos anos. Este crescimento deve-se a algumas características particulares destes processos, dentre elas pode-se citar: fácil automação do processo, economia de gases (por trabalhar-se em geral à baixas pressões), vantagens ecológicas (uma vez que tratamentos por plasma são, em geral, não poluentes ou muito pouco poluentes) e qualidade dos tratamentos. Dentre os tratamentos por plasma destacam-se os do tipo físicos (deposição de filmes e sinterização) e os termoquímicos (nitretação, boretação, cementação). O foco do presente trabalho é o estudo experimental e teórico do processo físico de deposição de níquel proveniente da pulverização catódica sobre amostras de ferro. O processo de deposição foi realizado em condições equivalentes às utilizadas na sinterização por plasma na configuração ânodo-cátodo confinado. A amostra (ânodo) foi posicionada concentricamente no interior do cátodo cilíndrico, com espaçamento de 6,25 mm. O cátodo é constituído de Níquel 200 (níquel comercialmente puro) e as amostras de aço IF (interstitial free) e de ferro puro sinterizado. Para os tratamentos foram fixados os seguintes parâmetros: fluxo de gases em 240 sccm (standard cubic centimeter per minute), mistura gasosa em 80% Ar / 20% H2 e temperatura em 1150 °C. Foram estudadas as variações do processo de deposição em função da tensão da fonte (500, 600 e 700 V) e do tempo de processamento (0, 0,5, 1, 1,3 e 2 h). As amostras foram caracterizadas por medidas de ganho de massa, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e por micro análise por energia dispersiva de raios X. No estudo teórico, foi utilizado o método dos volumes finitos para a simulação da difusão de massa na amostra e na fase gasosa. Os experimentos mostraram que o processo de deposição ocorre com taxa de deposição constante em relação ao tempo de processamento e que a taxa de deposição varia de maneira linear com a tensão aplicada na fonte, para as condições estudadas. Os resultados do modelo de difusão aplicado para a amostra apresentaram boa concordância com os dados experimentais. Já no modelo para a fase gasosa encontrou-se dificuldade para estimar alguns parâmetros necessários, entretanto este ajudou a esclarecer alguns aspectos importantes na fenomenologia do processo. Estudos mais aprofundados, sobretudo sobre a descarga elétrica, são necessários para completa compreensão deste processo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-24Bitstream added on 2014-06-13T20:53:43Z : No. of bitstreams: 1 tararam_r_me_araiq.pdf: 1730891 bytes, checksum: ae415d1de03e08c423ebccb45cb7d2f1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo deste projeto está na obtenção de compósitos metal-cerâmica e no estudo da influência de alguns aditivos na matriz mesoporosa obtida. A proposta utiliza o método dos precursores poliméricos para obter a matriz mesoporosa de SiO2-carbono impregnada com Ni. Esta metodologia é uma rota direta que dispensa as etapas mais complicadas e custosas de impregnação e redução das partículas metálicas. A influência na morfologia da matriz suporte foi observada inserindo nióbio e titânio na formação da matriz inorgânica. O processo de pirólise do precursor polimérico foi investigado através da inserção de potássio e estrôncio. A utilização adequada das técnicas de caracterização permitiu compreender a influência dos aditivos na microestrutura dos nanocompósitos, alterando sua distribuição no tamanho de poros, nucleação, dispersão e crescimento das partículas de níquel, além da estabilidade térmica e retenção da matéria orgânica. Análises da composição através de espectros de emissão secundária de raios X ajudaram também a obter informações sobre as nanopartículas de níquel e dos aditivos. Conclusivamente, a metodologia utilizada permitiu a obtenção direta de compósitos mesoporosos, merecendo atenção especial o compósito contendo potássio, que apresentou baixa microporosidade, alta dispersão das nanopartículas de Ni na matriz amorfa, além de boa estabilidade térmica, características estas, bem promissoras para aplicação em processos catalíticos em altas temperaturas, como a reforma de metano. / The aim of this project is the obtaining of metal-ceramic composites and at studying the influence of additives in the obtained mesoporous matrix. The polymeric precursor method was used to obtain the mesoporous matrix of SiO2 carbon embedded with Ni. This methodology is a direct route and does not require complicated and expensive stages of impregnation and reduction of metallic particles. The influence on morphology of the support matrix was observed inserting niobium and titanium in the formation of inorganic matrix. The pyrolysis process of the polymeric precursor was investigated through the insertion of potassium and strontium in the polymeric resin. The adequate use of characterization techniques allows comprehending the influence of additives on nanocomposites microstructure, changing their pore size distribution, nucleation, dispersion and growth of nickel particles, besides thermal stabilization and retention of organic mater. Analysis of composition by means of X-ray secondary emission spectra also aid to get information about nickel and additives nanoparticles. Conclusively, the methodology used permitted the direct obtaining of mesoporous composites, with special attention to the composites with potassium, which presented low microporosity, high dispertion of Ni nanoparticles in the amorphous matrix, as well as good thermal stability, features so promising for application in high temperature catalytic processes, such as methane reform.