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

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

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-12-05T03:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348927.pdf: 3710512 bytes, checksum: 6ed5c8d73cd7ce400d1ec92df4ebc215 (MD5) Previous issue date: 2017 / O desenvolvimento de cerâmicas celulares foi realizado através da emulsificação de óleo de girassol em suspensões aquosas de alumina utilizando gelatina bloom 90 como agente gelificante, dodecil sulfato de sódio como surfactante e amido nativo de mandioca como agentes gelificante e porogênico. Um planejamento Fatorial Fracionado com ponto central foi utilizado para avaliar quatro fatores, concentração de sólidos, razão óleo/água (v/v), concentração de gelatina e de amido, que poderiam causar impactos nas características microestruturais dos corpos cerâmicos sinterizados em duas temperaturas distintas. A curva de defloculação foi realizada para determinar a melhor concentração de defloculante a ser utilizada para cada concentração de sólido (40, 45 e 50 vol%). Foi realizada a curva de TGA até 1100 ºC para analisar o comportamento térmico do corpo a verde. Foi observado que até 600 ºC todos os compostos orgânicos foram eliminados. Em mufla, foi realizada a remoção dos compostos orgânicos com taxa de aquecimento de 2 ºC·min-1 até 1100 °C, seguido de um patamar isotérmico de 2 h. Em seguida, foi realizada a sinterização em forno tubular sob taxa de aquecimento de 2 ºC/min até 1400 ou 1550 °C, com um patamar final de 2 h, para obter as correspondentes cerâmicas porosas. As análises reológicas mostraram um comportamento pseudoplástico com tixotropia para todas as amostras. A equação de Herschel-Bulkley foi a utilizada para descrever esse comportamento, o qual foi avaliado por meio de curvas de fluxo e cálculo da histerese. As microestruras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e as imagens analisadas pelo software ImageJ para dimensionar o diâmetro médio das amostras. As porosidades total, aberta e fechada foram determinadas pelo método de Arquimedes e os corpos cerâmicos produzidos apresentaram porosidade total na faixa de 64,29-66,66% quando sinterizados a 1400 ºC e 64,85-66,29% a 1550 ºC. A resistência à compressão variou entre amostras em função da temperatura de sinterização. Maiores temperaturas resultaram em valores superiores em relação àquelas sinterizadas a uma temperatura menor. Por meio de microtomografia fez-se comparação das medidas de porosidade total e tamanho médio do diâmetro do poro com valores determinados pela metodologia de Arquimedes e análise das imagens obtidas por MEV, respectivamente. / Abstract : The development of cellular ceramics was accomplished by emulsification of sunflower oil in aqueous aluminum suspensions using gelatin bloom 90 as gelling agent, dodecyl sodium sulfate as surfactant and native cassava starch as gelling and porogenic agent. A fractional factorial plan with central point was used to evaluate 4 factors, concentration of solids, oil/water ratio (v/v), concentration of gelatin and starch and their impact on the microstructural characteristics of the sintered ceramic bodies at two different temperatures. The deflocculation curve was performed to determine the best deflocculant concentration to be used for each concentration of solid (40, 45 and 50 vol%). The TGA curve was performed up to 1100ºC to analyze the thermal behavior of the green body. It was observed that up to 600ºC all the organic compounds were eliminated. In a muffle, the organic compounds were removed with a heating rate of 2°C/min up to 1100°C, followed by a 2h isothermal plateau. Then, sintering was carried out in a tubular furnace at a heating rate of 2°C/min to 1400°C or 1550°C with a final 2h plateau to obtain the corresponding porous ceramics. The rheological analyzes showed a pseudoplastic behavior with thixotropy for all samples. The Herschel-Bulkley equation was used to describe this behavior. The rheological behavior was evaluated by means of flow curves and hysteresis calculation. The microstructures were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), and the images analyzed by ImageJ software to estimate the average diameter of the samples. The total, open and closed porosities were determined by the Archimedes method and the ceramic bodies produced had total porosity in the range of 64.29-66.66% when sintered at 1400ºC and 64.85-66.29% at 1550ºC. The compressive strength varied between samples with the sintering temperature, higher temperatures resulted in values higher than sintering at a lower temperature. By means of microtomography, the analysis of the porosity and average pore diameter measurements were performed with values determined by the Archimedes methodology and analysis of the images obtained by SEM, respectively.

A rotomoldagem é a forma de transformação do polietileno que mais cresce no Brasil e por ser relativamente nova, ainda tem muito para se desenvolver tecnicamente. Esse processo é capaz de produzir peças ocas de grandes dimensões e formas que são inviáveis por processos como sopro, injeção, entre outros. Os moldes e as máquinas estão avançando no sentido de melhor qualidade de acabamento, fechamento, controle do processo, eficiência nos fornos, novas técnicas de resfriamento etc. Com isso, os fabricantes de resina precisam acompanhar a evolução e projetar resinas com características que atendam plenamente os crescentes requisitos por ciclos mais rápidos, menor empenamento, acabamento superficial e propriedades mecânicas da peça final. O polietileno (PE) figura como a principal matéria-prima empregada na rotomoldagem (~90%). Devido à relevância do PE nessa aplicação, é de fundamental importância o conhecimento da relação entre a sua estrutura e o desempenho no ciclo de processamento, que é basicamente dividido em quatro etapas: carregamento, aquecimento, resfriamento e desmoldagem. A sinterização ocorre dentro da etapa de aquecimento, onde se dá a formação da peça e, consequentemente, é determinante no tempo de ciclo de processamento, bem como nas propriedades mecânicas que a peça pode alcançar. A proposta deste trabalho foi correlacionar a estrutura do polietileno com o seu desempenho na sinterização, através da comparação entre três resinas de PE que deveriam apresentar desempenho semelhante visto que possuem propriedades básicas (Índice de fluidez e densidade) similares. Outro objetivo foi o desenvolvimento de um método para medir o processo de sinterização e prever o comportamento prático das resinas. Os resultados mostraram que este método apresenta boa correlação com resultados práticos. Em relação às questões estruturais, a distribuição de comonômero homogeneamente ao longo das cadeias de diferentes tamanhos mostrou-se como fator determinante no desempenho de sinterização. A mesma impacta na cristalinidade e consequentemente reduz a temperatura de fusão, possibilitando que a sinterização inicie em temperatura menor. Além disso, observa-se também uma relação com o módulo de relaxação, também afetado pela distribuição de comonômero. / The rotational molding is the polyethylene processing with the biggest growth rate in Brazil and due to its youth, has a lot to be technically developed. This processing is capable to produce big hollow parts with shapes unviable by processing like blown molding, injection molding, and others. Molds and machines are advancing in the direction of better finishing quality, joints, process control, oven efficiency, new cooling techniques etc... With it, resin producers have to follow this evolution and design resins that fully meet growing requirements for faster cycle times, less warpage, finishing and mechanical properties of the final part. Polyethylene (PE) represents the main raw material used for rotational molding (~90%). Due to this PE relevance, it is of fundamental importance the knowledge of the relation between its structure and the performance in the processing cycle, that is basically divided in four steps: charging, heating, cooling and demolding. Sintering happens within heating step, where the part is formed, and consequently are determinant for the cycle time, as well as the mechanical properties that the final part can achieve. The proposal of this work was correlate the structure of PE with its performance on sintering, throw the comparison of three PE resins that should present similar behavior considering its basic properties (melt flow rate and density). Another objective was the development of method to measure and predict practical performance of the resins. Results showed that the developed method presents good relation with practical results. Regarding structural matters, the homogeneity of comonomer distribution along different chain sizes has shown itself to be a determinant factor in the sintering performance. It impacts crystallinity and consequently reduces melting temperature, allowing the sintering to start at lower temperatures. Besides that, its seen a relation with the relaxation modulus, that is impacted by the comonomer distribution too.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343051.pdf: 2273929 bytes, checksum: bdc812792cac606bfc2eee3100d3f2d5 (MD5) Previous issue date: 2016 / No projeto para manufatura aditiva tem crescido o interesse em utilizar geometrias conhecidas por estruturas celulares. Esta alternativa de projeto tem como princípio projetar peças cuja fabricação por manufatura aditiva resulte na deposição de material, camada por camada, apenas onde for necessário, com o objetivo de fabricar peças leves, sem comprometer sua estrutura mecânica. Ao se utilizar neste processo de projeto, conceitos de parametrização, empregando-se, por exemplo, diagrama de Voronoi, pode-se projetar peças geometricamente complexas, com possibilidade de controlar a variação composicional de sua estrutura celular irregular. Apesar dessas vantagens há pouca informação em relação aos efeitos causados nas propriedades mecânicas de peças fabricadas por manufatura aditiva pela inclusão de estruturas celulares. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar corpos de prova (CPs) contendo estruturas celulares fabricadas em poliamida 12 por Sinterização Seletiva a Laser, buscando investigar os efeitos causados pela redução do volume e do número de células na resistência mecânica dos CPs. Por meio de um DOE, amostras (CPs) com diferentes volumes e quantidade de células foram fabricadas e testadas mecanicamente em ensaios de impacto Charpy e flexão a três pontos, comparando-os com um corpo de prova padrão (sem a presença de estruturas celulares). Os resultados do ensaio de flexão nos CPs com 70% do volume total em relação ao corpo de prova padrão apresentaram menores valores de resistência mecânica com CPs com menor quantidade de células presentes na estrutura. Já os corpos de prova com 50% do volume obtiveram resultados similares independentemente da quantidade de células presentes nos mesmos. Os resultados do ensaio de impacto nos CPs com número de estruturas de 0,066 e 0,100 células por mm² apresentaram resultados semelhantes se considerado o desvio padrão tanto nas amostras com 70% do volume quanto nas com 50%. Já os CPs com 0,033 células por mm² apresentaram redução significativa da resistência mecânica. As micrografias da região fraturada dos CPs submetidos ao ensaio de impacto sugeriram que a alteração estrutural das amostras afetou a microestrutura das mesmas. A utilização de estruturas celulares irregulares no projeto para manufatura aditiva, apesar de proporcionar liberdade de projeto, requer atenção especial dos projetistas e designers para que a estética do produto não comprometa a resistência mecânica requerida para a sua função.<br> / Abstract : There has been an increasing interest in using geometries known as cell structures on the design of parts for additive manufacturing. This alternative has as principle designing parts whose fabrication by additive manufacturing results in the deposition of material, layer by layer, only where it is necessary, in order to manufacture lightweight parts, without compromising its mechanical structure. By using parametrization concepts such as Voronoi diagrams in this design process it is possible to manufacture geometrically complex parts, with the possibility of controlling the compositional variation of its irregular cell structure. Despite these advantages there is little information regarding the effects on the mechanical properties of parts made by additive manufacturing through the inclusion of cellular structures. In this context, this study evaluated test samples (CPs) containing these structures made of polyamide 12 by Selective Laser Sintering, aiming to investigate the effects caused by reduced volume and number of cells in the strength of CPs. Through a DOE, samples (PLCs) with different volumes and number of cells were manufactured and mechanically tested in a Charpy impact test and three points flexural test, comparing them with a standard sample (without the presence of cellular structures). The results of the bending test with the PLCs with 70% of the total volume compared to the standard sample presented lower mechanical strength values with CPs with smaller amount of cells present in the structure. The samples with 50% of the volume obtained similar results regardless of the amount of cells present in them. The results of the impact test with the PLCs of 0.066 and 0.100 cells per mm² structures showed similar results considering the standard deviation both in samples with 70% of the volume and 50%. Meanwhile, the CPs with 0,033 cells per mm² showed significant reduction in mechanical strength. The micrographs of the fractured region of CPs submitted to the impact test showed that the structural change of the samples affected their microstructures. The use of irregular cell structures in the design for additive manufacturing, while providing freedom of design, requires special attention of the designers so that the aesthetics of the product do not compromise the mechanical strength required for its function.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:29Z : No. of bitstreams: 1 000859657.pdf: 11263749 bytes, checksum: 51e907f4fbdf0d8ce56785c1c9af062c (MD5) / A liga Ti-6A-4V é um biomaterial que tem se mostrado muito adequado na fabricação de implantes para reparar lesões craniofaciais. Entre outros requisitos, é importante que o implante resista a solicitação mecânica para garantir uma resposta clínica satisfatória de modo a proporcionar conforto e segurança ao paciente. O propósito específico do presente trabalho de pesquisa é determinar a influência de diferentes ciclos térmicos na microestrutura da amostra da Ti-6Al-4V produzida pelo processo de sinterização direta de metal por laser (DMLS) e no micromecanismo de fratura resultante de tensionamento uniaxial em tração. Para isso foram fabricados corpos-de-prova de tração, utilizando a técnica DMLS, e os mesmos foram submetidos a diferentes ciclos térmicos de 650 °C/1h, 650 °C/3h, 800 °C/4h e 850 °C/2h. Posteriormente, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de tração. A caracterização microestrutural foi realizada com auxílio de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). As superfícies de fratura resultantes para as diferentes condições de ciclos térmicos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura. A microestrutura final da amostra como produzida resultante do processo de manufatura aditiva por DMLS revelou uma microestrutura martensita hexagonal α'. Para a amostra A6501H, a microestrutura martensítica resultante do processo DMLS não se decompôs. Na amostra A6503H a microestrutura martensítica começa a se decompor, pois são observados precipitados da fase β. Já nas amostras A8004H e A8502H observa-se uma estrutura (α +β), com cristais de fase α e fase β precipitada nos contornos. De acordo com a análise fractográfica todas as condições estudadas apresentaram fratura dúctil caracterizada pela formação e coalescência de microcavidades com forma e tamanhos variados / The Ti-6A-4V alloy is a biomaterial that has proved very suitable for the manufacture of prostheses to repair craniofacial injuries. Among other requirements, it is important that the prosthesis resist mechanical stress to ensure a satisfactory clinical response in order to provide comfort and safety to patients. The specific purpose of this research is to determine the influence of thermal cycles - as prototyped, 650 °C (1h); 650 °C (3h), 800 °C (2h) and 850 °C (4h) - on the microstructure and fracture micromechanisms resulting from uniaxial tension in traction. Therefore it was manufactured by DMLS technique bodies - of - proof traction which were subsequently subjected to different thermal cycles. Then, the bodies -specimens were subjected to tensile test. Microstructural characterization was carried out using optical and scanning electron microscopy (SEM). The resulting fracture surfaces of the five conditions for thermal cycling were analyzed by SEM. The final sample microstructure produced as a result of the additive manufacturing process DMLS revealed a hexagonal martensitic microstructure α '. For A6501H sample, the resulting martensitic microstructure DMLS process is not decomposed. In A6503H martensitic microstructure sample begins to decompose, as are observed precipitates of β phase. Already in the samples A8004H and A8502H observe a structure (α + β) with α and β phase crystal phase precipitated in the contours. According to fractographic analysis of all studied showed ductile fracture conditions characterized by the formation and coalescence wells with varying shape and sizes

Orientador: Ruís Camargo Tokimatsu / Co-orientador: Maria Aparecida Larosa / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Cecília Amelia de Carvalho Zavaglia / Resumo: A liga Ti-6A-4V é um biomaterial que tem se mostrado muito adequado na fabricação de implantes para reparar lesões craniofaciais. Entre outros requisitos, é importante que o implante resista a solicitação mecânica para garantir uma resposta clínica satisfatória de modo a proporcionar conforto e segurança ao paciente. O propósito específico do presente trabalho de pesquisa é determinar a influência de diferentes ciclos térmicos na microestrutura da amostra da Ti-6Al-4V produzida pelo processo de sinterização direta de metal por laser (DMLS) e no micromecanismo de fratura resultante de tensionamento uniaxial em tração. Para isso foram fabricados corpos-de-prova de tração, utilizando a técnica DMLS, e os mesmos foram submetidos a diferentes ciclos térmicos de 650 °C/1h, 650 °C/3h, 800 °C/4h e 850 °C/2h. Posteriormente, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de tração. A caracterização microestrutural foi realizada com auxílio de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). As superfícies de fratura resultantes para as diferentes condições de ciclos térmicos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura. A microestrutura final da amostra como produzida resultante do processo de manufatura aditiva por DMLS revelou uma microestrutura martensita hexagonal α'. Para a amostra A6501H, a microestrutura martensítica resultante do processo DMLS não se decompôs. Na amostra A6503H a microestrutura martensítica começa a se decompor, pois são observados precipitados da fase β. Já nas amostras A8004H e A8502H observa-se uma estrutura (α +β), com cristais de fase α e fase β precipitada nos contornos. De acordo com a análise fractográfica todas as condições estudadas apresentaram fratura dúctil caracterizada pela formação e coalescência de microcavidades com forma e tamanhos variados / Abstract: The Ti-6A-4V alloy is a biomaterial that has proved very suitable for the manufacture of prostheses to repair craniofacial injuries. Among other requirements, it is important that the prosthesis resist mechanical stress to ensure a satisfactory clinical response in order to provide comfort and safety to patients. The specific purpose of this research is to determine the influence of thermal cycles - as prototyped, 650 °C (1h); 650 °C (3h), 800 °C (2h) and 850 °C (4h) - on the microstructure and fracture micromechanisms resulting from uniaxial tension in traction. Therefore it was manufactured by DMLS technique bodies - of - proof traction which were subsequently subjected to different thermal cycles. Then, the bodies -specimens were subjected to tensile test. Microstructural characterization was carried out using optical and scanning electron microscopy (SEM). The resulting fracture surfaces of the five conditions for thermal cycling were analyzed by SEM. The final sample microstructure produced as a result of the additive manufacturing process DMLS revealed a hexagonal martensitic microstructure α '. For A6501H sample, the resulting martensitic microstructure DMLS process is not decomposed. In A6503H martensitic microstructure sample begins to decompose, as are observed precipitates of β phase. Already in the samples A8004H and A8502H observe a structure (α + β) with α and β phase crystal phase precipitated in the contours. According to fractographic analysis of all studied showed ductile fracture conditions characterized by the formation and coalescence wells with varying shape and sizes / Mestre

A rotomoldagem é a forma de transformação do polietileno que mais cresce no Brasil e por ser relativamente nova, ainda tem muito para se desenvolver tecnicamente. Esse processo é capaz de produzir peças ocas de grandes dimensões e formas que são inviáveis por processos como sopro, injeção, entre outros. Os moldes e as máquinas estão avançando no sentido de melhor qualidade de acabamento, fechamento, controle do processo, eficiência nos fornos, novas técnicas de resfriamento etc. Com isso, os fabricantes de resina precisam acompanhar a evolução e projetar resinas com características que atendam plenamente os crescentes requisitos por ciclos mais rápidos, menor empenamento, acabamento superficial e propriedades mecânicas da peça final. O polietileno (PE) figura como a principal matéria-prima empregada na rotomoldagem (~90%). Devido à relevância do PE nessa aplicação, é de fundamental importância o conhecimento da relação entre a sua estrutura e o desempenho no ciclo de processamento, que é basicamente dividido em quatro etapas: carregamento, aquecimento, resfriamento e desmoldagem. A sinterização ocorre dentro da etapa de aquecimento, onde se dá a formação da peça e, consequentemente, é determinante no tempo de ciclo de processamento, bem como nas propriedades mecânicas que a peça pode alcançar. A proposta deste trabalho foi correlacionar a estrutura do polietileno com o seu desempenho na sinterização, através da comparação entre três resinas de PE que deveriam apresentar desempenho semelhante visto que possuem propriedades básicas (Índice de fluidez e densidade) similares. Outro objetivo foi o desenvolvimento de um método para medir o processo de sinterização e prever o comportamento prático das resinas. Os resultados mostraram que este método apresenta boa correlação com resultados práticos. Em relação às questões estruturais, a distribuição de comonômero homogeneamente ao longo das cadeias de diferentes tamanhos mostrou-se como fator determinante no desempenho de sinterização. A mesma impacta na cristalinidade e consequentemente reduz a temperatura de fusão, possibilitando que a sinterização inicie em temperatura menor. Além disso, observa-se também uma relação com o módulo de relaxação, também afetado pela distribuição de comonômero. / The rotational molding is the polyethylene processing with the biggest growth rate in Brazil and due to its youth, has a lot to be technically developed. This processing is capable to produce big hollow parts with shapes unviable by processing like blown molding, injection molding, and others. Molds and machines are advancing in the direction of better finishing quality, joints, process control, oven efficiency, new cooling techniques etc... With it, resin producers have to follow this evolution and design resins that fully meet growing requirements for faster cycle times, less warpage, finishing and mechanical properties of the final part. Polyethylene (PE) represents the main raw material used for rotational molding (~90%). Due to this PE relevance, it is of fundamental importance the knowledge of the relation between its structure and the performance in the processing cycle, that is basically divided in four steps: charging, heating, cooling and demolding. Sintering happens within heating step, where the part is formed, and consequently are determinant for the cycle time, as well as the mechanical properties that the final part can achieve. The proposal of this work was correlate the structure of PE with its performance on sintering, throw the comparison of three PE resins that should present similar behavior considering its basic properties (melt flow rate and density). Another objective was the development of method to measure and predict practical performance of the resins. Results showed that the developed method presents good relation with practical results. Regarding structural matters, the homogeneity of comonomer distribution along different chain sizes has shown itself to be a determinant factor in the sintering performance. It impacts crystallinity and consequently reduces melting temperature, allowing the sintering to start at lower temperatures. Besides that, its seen a relation with the relaxation modulus, that is impacted by the comonomer distribution too.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3335_1.pdf: 1031184 bytes, checksum: 110ae5681a9bcb60a1ba723b1ec12db5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / A adição de calcário em duas massas cerâmicas vermelhas, empregadas na fabricação de tijolos, foi avaliada em relação as alterações produzidas nas suas propriedades tecnológicas com a mudança da temperatura. As composições foram preparadas com percentuais de calcário de 0, 5, 10, 15 e 20% em peso e usadas na fabricação de corpos-de-prova por extrusão, para queima nas temperaturas de 600, 700, 800, 900 e 1.000ºC. As matérias-primas foram caracterizadas por distribuição de tamanho, plasticidade, composição química e difração de raios X. As propriedades tecnológicas avaliadas foram: absorção de água, massa específica aparente, porosidade aparente, tensão de ruptura a compressão. Os resultados indicaram que a adição de calcário, nas duas massas cerâmicas vermelhas, contribuiu para reduzir o custo de energia térmica dos tijolos, melhorando ainda as suas propriedades tecnológicas. Provavelmente, isto foi devido ao efeito do óxido de cálcio (CaO), que tende a reagir com as partículas de quartzo e fases amorfas da massa cerâmica, provenientes da decomposição dos argilominerais (sílica e alumina), formando novas fases sólidas cristalinas cálcicas. Por outro lado, a caracterização indicou que as duas massas cerâmicas não têm potenciais para serem empregadas na produção de telhas, devido ao elevado conteúdo dos resíduos sólidos e a composição química inadequada

Este trabalho teve por objetivo estudar a redução por hidrogênio de sínteres produzidos com coque e carvão vegetal. Para isso, foram realizadas sinterizações utilizando 3 tipos de sinter feeds hematíticos. Os sinter feeds foram caracterizados através de análise granulométrica, análise química, difração de raios-X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Os primeiros ensaios de sinterização visaram a produção de sínter de retorno para as sinterizações posteriores. Misturas adicionando o sinter feed resíduo do processo de pelotização de minérios (SFRP) foram sinterizadas para avaliar o efeito da adição deste subproduto no processo de sinterização. Um teste foi realizado para verificar o efeito da redução de finos presentes no sínter de retorno no processo de sinterização. Foram realizados 6 ensaios de sinterização substituindo o coque por carvão vegetal como combustível do processo. As substituições foram de 0%, 8%, 16%, 25%, 50% e 100%. As amostras com substituições de 0%, 50% e 100% foram reduzidas em termobalança, durante 6 horas, em temperatura de 1000°C, utilizando uma mistura de gases contendo Argônio 10% Hidrogênio. As amostras que apresentaram a melhor e a pior redutibilidade foram estudadas através de cálculos cinéticos, a fim de determinar os mecanismos de reação envolvidos durante a redução dos óxidos. A etapa de caracterização microscópica dos sínteres e reduzidos foi realizada de modo que tornou possível comparar a amostra de sínter antes e após o processo de redução. Os resultados mostraram que, para as misturas produzidas, o sínter fabricado com carvão vegetal diminuiu os índices de produção da sinterização e de resistência do sínter. Contudo, o sínter produzido utilizando somente carvão vegetal como combustível, apresentou maior redutibilidade. Os cálculos cinéticos indicaram, tanto para o sínter produzido com carvão vegetal quanto para o sínter produzido com coque, que o mecanismo controlador nos primeiros instantes (entre 50 e 55 minutos) é a reação química. No sínter produzido com carvão vegetal, o mecânismo muda para o controle misto. No sínter produzido com coque, o mecânismo muda para a difusão. Ensaios interrompendo o tempo de redução em 40min, 80min e 120min (40min + 40min + 40min), foram realizados com a amostra de sínter produzido com 8% de carvão vegetal. Nesta etapa, foi possível identificar os fenômenos de nucleação e crescimento da fase de ferro metálico sobre a estrutura do sínter. / This work aimed to study the sinter reduction by hydrogen produced with charcoal and coke breeze. Three kinds of hematitic sinter feeds were used. The materials were characterized by particle size analysis, chemical analysis, X-ray diffraction optical and scanning electron microscopy. The inicial sintering tests aimed to produce return fines for subsequent sintering. Mixtures adding the sinter feed residue from the pellets process were sintered to evaluate the addition effect of this product in the process of sintering. A test was conducted to verify the effect of elimination of fines present in the sinter return sintering process. Six sintering tests were conducted replacing coke breeze by charcoal as process fuel. The replacements were 0%, 8%, 16%, 25%, 50% and 100%. The samples with substitutions of 0%, 50% e 100% were reduced in thermobalance for 6 hours at a temperature of 1000°C using a blend of gases containing Argon 10% Hydrogen. The samples which presented the best and the worst reducibility were studied through kinect calculations to determine the reaction mechanisms involved during the reduction of oxide. The step of microscopic characterization of reduced sinters was carried out in a way that made possible to compare the sinter sample before and after the process of reduction. The results showed the sinter made with charcoal decrease the sinter rates of production and resistance. However, the sinter made using only charcoal as fuel presented better reducibility. The kinect calculation denotes both for the sinter made with charcoal and sinter made with coke breeze the controlling mechanism in the initial stages (between 50 and 55 minutes) is the chemical reaction. For the sinter produced with charcoal the controlling mechanism switches for mixed control. The sinter produced with coke breeze, the mechanism switches for diffusion. Tests interrupting the reduction time for 40min, 80min e 120min (40min + 40min + 40min) were produced with sinter sample produced with 8% with charcoal. At this stage it was possible to identify the phenomena of nucleation and growth phase of metallic iron on the sinter structure.