CT - TCC - Engenharia de Materiais

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33189

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 111

Agregados de RCD: Caracterização e estudo de aplicações
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06) Sobral, Bruno Silva; Furukava, Marciano; Almeida , Claudio Romero Rodrigues de; Furukava, Márcio
A construção civil tem grande representação no consumo de recursos naturais, envolvendo indústrias que fabricam os materiais necessários para execução de obras, também é responsável por grande parcela da geração de resíduos sólidos. O descarte inapropriado dos resíduos gerados na construção e demolição é um dos fatores que são discutidos em conferências e reuniões em várias regiões do Brasil e do mundo. Diante desta situação surgem políticas de gestão de resíduos da construção e demolição (RCD) que visam à reciclagem e a redução da geração destes resíduos. Devido à heterogeneidade deste material é necessária a caracterização dos agregados reciclados para o estudo das possíveis aplicações. O objetivo deste trabalho é identificar possíveis aplicações para agregados de RCD seguindo as exigências das normas. Foram realizados ensaios em duas amostras (RCD1 e RCD2) ambos agregados graúdos reciclados por uma usina instalada no Rio Grande do Norte. Os resultados mostraram que as amostras não se enquadram em aplicação como agregados para concreto estrutural ou não estrutural por não atender o requisito de desgaste de abrasão, apresentando resultado superior a 50% de material desgastado, porém estes agregados podem ser aplicados em obras de pavimentação, contra piso de interiores de unidades habitacionais, fixação de tubulações e outras aplicações comumente utilizadas. As aplicações em argamassas necessitam da realização de ensaios específicos para aprovação nos requisitos exigidos por norma.
Análise crítica da síntese de óxido de grafeno reduzido para produção de revestimentos nanocompósitos anticorrosivos a base de epóxi para aplicação na indústria petrolífera
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-10) Lamas, Bruna Luz Carreras; Costa, Maria Carolina Burgos; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; http://lattes.cnpq.br/3708679379618398; Motta, Fabiana Villela da; http://lattes.cnpq.br/9918299069511517; Leite, Amanda Melissa Damião; http://lattes.cnpq.br/3077817092155432
As tubulações metálicas, que transportam e distribuem petróleo, gás, produtos químicos, água, vapor, produtos de petróleo e outras substâncias de grande importância para a economia mundial, são equipamentos com alta susceptibilidade à corrosão. Dessa forma, novos estudos vêm sugerindo a utilização de revestimentos poliméricos para prevenir ações mais severas na superfície. Esses materiais poliméricos são amplamente utilizados como barreira física entre a superfície metálica e o ambiente corrosivo, isolando e protegendo as estruturas metálicas contra a corrosão. Um dos principais desafios para os revestimentos orgânicos é a absorção e penetração de água e íons corrosivos, que podem deteriorar a adesão e resistência à corrosão do sistema de pintura. Sendo assim, o uso de nanocargas de grafeno nos revestimentos poliméricos tem sido promissor na propriedade de proteção à corrosão, ainda mais quando se trata do óxido de grafeno reduzido. Silanos organo-funcionalizados também têm sido usados diretamente nesses revestimentos para melhorar a propriedade de adesão, reduzir a absorção de água de revestimentos poliméricos e, finalmente, aumentar a resistência à corrosão do sistema. Devido à pandemia do COVID-19 a parte experimental do trabalho foi comprometida em função da impossibilidade do uso dos laboratórios não essenciais, ou seja, aqueles que não possuíam cobaias ou espécimes vivas, plantas ou animais. Portanto, visando dar continuidade aos compromissos teóricos da pesquisa de TCC, foram realizados levantamentos sobre o tema baseados através da literatura disponível. Assim, o objetivo deste trabalho consiste em fazer uma análise crítica sobre os meios que englobam a síntese do óxido de grafeno reduzido para produção de nanocompósitos anticorrosivos a base de epóxi e avaliar o efeito da funcionalização do grafeno nas propriedades anticorrosivas do sistema.
Análise critica dos métodos de precipitação de sais de magnésio e cálcio em águas marinhas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-08) Lins, Eduardo Jorge da Cunha; Freitas, Julio Cezar de Oliveira; Martinelli, Antonio Eduardo; Santiago, Rodrigo César; Mendes, Armando Monte
A indústria salineira possui uma fonte de matéria prima inesgotável, a água do mar, no entanto após o processo de produção de sal, essa indústria se depara com o problema da enorme quantidade de água residual resultante dessa produção, água essa que corriqueiramente é chamada de salmoura. Com enorme quantidade de salmoura é necessário que algo seja feito para realizar seu descarte dando assim um destino a esse subproduto, já que descarte inadequado dessa água no meio ambiente sem tratamento prévio, pode causar danos tanto em solos por contaminação quanto em águas superficiais e subterrâneas, além da contaminação existem diversos subprodutos presentes nessa salmoura que possuem altos valores comerciais, sendo muito interessante para as empresas a sua retirada. A alta concentração de sais indesejados e íons dessa salmoura promove uma alteração da salinidade principalmente nas partes mais profundas do mar, em áreas próximas ao local do despejo da salmoura devido à alta densidade dos resíduos, e estes afetam o bioma local. Para que essa água seja descartada de forma adequada, diversas técnicas podem ser aplicadas para realizar a retirada desses sais e íons deixando a salmoura mais pura. Existem vários tipos de sais indesejados numa salmoura, no entanto o foco desse trabalho é realizar um levantamento bibliográfico das técnicas de precipitação de sais de magnésio (Mg) e cálcio (Ca) a partir de águas residuais de salineiras. Esse trabalho mostrará desde as técnicas mais simples para a separação desses sais, até as técnicas mais atuais. Sendo assim possível ter um panorama geral de como esses métodos de precipitação evoluíram até os dias de hoje, assim como os fatores que levam a escolha de cada método, fatores tanto ambientais quanto econômicos.
Análise da adição de 2%Ni na liga ternária Al-7%Si-1%Mg solidificada direcionalmente
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-08-12) Freitas, Pâmella Raffaela Dantas de; Silva, Bismarck Luiz; Peres, Mauricio Mhirdaui; Paixão, Jeverton Laureano
Ligas do sistema Al-Si-Mg são aplicadas nas indústrias aeronáutica, automobilísticas e também como fundidos estruturais, por características como boa resistência mecânica e ductilidade a temperatura ambiente, boa fluidez e baixo número de defeitos oriundos do processo de solidificação, além de serem base de composição química para ligas das séries 3xx.x de fundição. Contudo, essas ligas apresentam redução significativa da resistência mecânica em altas temperaturas (T>0,4TF). É neste ponto que o níquel se torna um elemento de liga promissor, pois quando adicionado em ligas de Al promove aumento e estabilidade da resistência mecânica. Neste contexto, o presente estudo visa analisar a influência de 2%Ni (em peso) nos parâmetros térmicos, microestrutura e dureza da liga ternária Al-7%Si-1%Mg solidificada direcionalmente em regime transiente de fluxo calor. A metodologia experimental inclui o uso de um dispositivo de solidificação refrigerado a água e no sentindo vertical ascendente para obtenção das amostras; determinação das variáveis térmicas de solidificação velocidade da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (ṪL); técnicas de caracterização microestrutural como microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV); difração de raios-x (DRX) e fluorescência de raios-x (FRX); aplicação dos métodos de medição, do triângulo e do intercepto para medir os espaçamentos dendríticos primários (λ1), secundários (λ2) e terciários (λ3), respectivamente; e ensaio de dureza Vickers. A microestrutura da liga Al-7%Si-1%Mg é constituída por uma matriz essencialmente dendrítica rica em Al (α-Al) circundada pelo eutético ternário Si+Mg2Si+π-AlMgFeSi. No caso da liga Al-7%Si-1%Mg-2%Ni, o intermetálico Ni3Al também está presente nas regiões eutéticas. A adição de Ni promoveu um ligeiro refinamento do arranjo dendrítico na liga ternária Al-7%Si-1%Mg, principalmente para as ramificações secundárias (λ2). A dureza aumentou ligeiramente com a adição de Ni.
Análise da microestrutura, segregação e dureza da liga Al-1,5%Fe-1%Zn aplicada a componentes metálicos para o setor petrolífero
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Oliveira, Gleenda Thainá Souza de; Silva, Bismarck Luiz; Castro, Nicolau Apoena; Paixão, Jeverton Laureano
A indústria de petróleo e gás é uma das maiores consumidoras de ligas metálicas em suas aplicações. Tubulações produzidas em aços Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL) têm sido utilizadas devido sua elevada resistência mecânica, que possibilita o transporte de matéria em altas pressões. Contudo, na produção de petróleo offshore em águas profundas, tais aços apresentam desvantagens como seu alto peso específico, baixa tenacidade e resistência à corrosão limitada em ambientes marinhos. Neste sentido, ligas à base de Alumínio (Al) surgem como alternativas interessantes, uma vez que apresentam resistência a ambientes agressivos, assim como o baixo peso específico, se comparadas às ligas ferrosas utilizadas. Assim, este trabalho visa estudar o efeito da adição de 1% de Zn (em peso) na microestrutura, temperaturas de transformação, macrossegregação e dureza de uma liga hipoeutética Al-1,5%Fe solidificada direcionalmente fora de equilíbrio. Técnicas de caracterização microestrutural como Difração de Raios X (DRX), Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram utilizadas, além de ensaios de microdureza Vickers. Cálculos termodinâmicos foram realizados via software de simulação Thermo-calc com intuito de avaliar o efeito do Zn na cinética de transformação de fases e microestrutura final. A macroestrutura exibiu uma transição colunar-equiaxial em 10 mm a partir da interface metal/molde, predominando grãos equiaxiais ao longo do lingote Al-Fe-Zn. As simulações mostraram uma ligeira redução da temperatura liquidus e um aumento moderado da fração final do intermetálico Al3Fe com a adição de Zn na liga Al-1,5%Fe. Um crescimento celular prevaleceu ao longo do lingote Al-Fe-Zn, com uma microestrutura formada por células ricas em Al (𝛼-Al) circundadas por uma mistura eutética 𝛼-Al + Al3Fe. O Zn foi consumido em solução sólida na matriz de Al. Os níveis de microdureza Vickers permaneceram entre 21 e 25 HV ao lingote Al-Fe-Zn. A adição de Zn reduziu a microdureza Vickers da liga binária Al-1,5%Fe.
Análise da transformação martensítica induzida por deformação em aços com efeito TRIP
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-15) Mares Júnior, João Batista; Castro, Nicolau Apoena; Rodrigues, Flávio José Saraiva; Ferreira, Jetson Lemos; Peres, Maurício Mhirdaui
Em busca de soluções automobilísticas, os aços avançados de alta resistência (AHSS, Advanced High Strength Steels) foram desenvolvidos para substituírem os aços convencionais, já que eles apresentam melhores propriedades mecânicas, fornecendo maior eficiência e segurança aos veículos. Dentre os AHSS destacam-se os aços TRIP (Transformation Induced Plasticity), que apresentam microestrutura constituída por grãos ferríticos e bainíticos com ilhas de austenita. Uma das principais características dos aços TRIP é a ocorrência de transformação martensítica induzida pela deformação plástica, promovendo alto coeficiente de encruamento, altas plasticidade e tenacidade. Neste trabalho foram utilizadas duas amostras de diferentes classes de aço TRIP laminadas a frio, com 690 e 780 MPa de limite de resistência, com 1,5mm de espessura. As amostras foram dobradas manualmente a 90° com auxílio de uma morsa e posteriormente embutidas e preparadas metalograficamente para serem analisadas via EBSD (Electron Backscattering Diffraction). Foram realizadas análises ao longo da seção transversal da amostra na região deformada e longe da dobra, como base comparativa da evolução microestrutural do material em função da deformação plástica. Foi possível estudar o comportamento da microestrutura em regiões submetidas a diferentes níveis de tração e de compressão, dado o modo de deformação aplicado. A partir das análises via EBSD foi possível avaliar a fração de austenita presente nas diferentes regiões de deformação, além da avaliação da distribuição da deformação plástica ao longo da microestrutura dos aços. Foi possível analisar, após a deformação plástica, a transformação da austenita retida metaestável em martensita, aumentando assim as propriedades mecânicas deste material, característica essa de grande importância no controle de qualidade dessa classe de aços.
Análise das propriedades fotocatalíticas de CdMoO4 dopado com íons de Cálcio obtidos via síntese sonoquímica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-03) Lima, Ana Beatriz de; Motta, Fabiana Villela da; https://orcid.org/0000-0002-3523-737X; http://lattes.cnpq.br/9918299069511517; https://orcid.org/0000-0002-6362-2953; http://lattes.cnpq.br/4569791580248550; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; Castro, Mário Andrean Macedo; https://orcid.org/0000-0001-8971-8382; http://lattes.cnpq.br/9312824634888125
Dentre os molibdatos metálicos, destacam-se os fotocatalisadores de molibdato metálico do tipo scheelita, com fórmula química AMoO4 e estrutura tetragonal, em que A representa cátions bivalentes, tais como Cd, Ca, Pb, Ba e Sr. Atualmente têm sido muito investigados em decorrência das suas aplicações como fotocatalisadores, detectores de cintilação e dispositivos fotoluminescentes. O molibdato de cádmio, em particular, é um material de interesse por exibir excelente desempenho óptico e elétrico. Especificamente, as propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes são potencializadas pela dopagem com outros elementos. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo sintetizar molibdato de cádmio puro, CdMoO4, e amostras de CdMoO4 dopadas com diferentes porcentagens de Cálcio (1%, 2%, 4%, 8% e 16% molar), pelo método sonoquímico a fim de estudar e comparar a atividade fotocatalítica das amostras para remoção do corante Azul de Metileno da água. O método sonoquímico empregado neste trabalho mostrou-se eficiente para a obtenção das amostras de CdMoO4. As propriedades ópticas foram investigadas a fim de relacioná-las com as propriedades fotocatalíticas. Os padrões de DRX mostraram que todos os picos, para todas as amostras, foram indexados a uma fase tetragonal com o grupo espacial de CdMoO4. Não houve formação de fase secundária, indicando que a dopagem ocorreu com sucesso. As micrografias do MEV-FEG indicaram que as amostras consistem principalmente em microesferas que tendem a se agregar. A energia de gap das amostras variou entre 3,6 e 3,7 eV. Quanto à atividade fotocatalítica, a amostra dopada com 2% de Cálcio apresentou o melhor desempenho de degradação frente ao corante Azul de Metileno, chegando a degradar 100% do corante em 100 min de degradação fotocatalítica.
Análise de aspectos de borda de corte em aço avançado Ferrita-Bainita via Microscopias Óptica e Eletrônica de Varredura
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-24) Peixoto, Killdery Fernandes; Castro, Nicolau Apoena; https://lattes.cnpq.br/1537818421633631; Peres, Mauricio Mhirdaui; Gonçalves, Rennáh Francisco Figueiredo
A aplicação de Aços Avançados de Alta Resistência (AHSS) na fabricação de estruturas de automóveis é uma tendência para melhorar a segurança e a eficiência. Por outro lado, a aplicação de AHSS em peças fabricadas por estampagem aumenta a incidência de trincas nucleadas nas bordas das peças, devido ao processo de corte por puncionamento que precede a etapa de conformação. Essas trincas normalmente são nucleadas devido às heterogeneidades e ao encruamento das bordas de corte durante o puncionamento, sendo que tal defeito frequentemente ocorre em microestruturas complexas como em AHSS, constituídas por matriz dúctil e um segundo constituinte de alta dureza, como a bainita ou martensita. Com o intuito de desenvolver processos visando diminuir a ocorrência desse defeito, a redução da temperatura durante o processo de corte por puncionamento será estudada. No presente estudo, foram realizados cortes por puncionamento circulares com 10 mm de diâmetro utilizando-se uma prensa excêntrica e um ferramental projetado para promover uma folga de corte de 12%. Foram utilizadas chapas de aço Ferrita-Bainita (FB) laminadas a quente com 2 mm de espessura. O resfriamento foi realizado aplicando-se nitrogênio líquido, para uma redução da temperatura até -100°C. Foram comparados os aspectos das superfícies de corte por puncionamento a -100°C e a temperatura ambiente. Ademais, a homogeneidade da borda de corte será avaliada a fim de verificar se a ferramenta de corte projetada está devidamente alinhada. Os aspectos de bordas de corte serão avaliados via Estereoscopia e Microscopia Eletrônica de Varredura. A partir das análises verificou-se a influência da redução da temperatura nas bordas de corte por puncionamento de aço FB, pois a redução da ductilidade do material em baixas temperaturas favorece à redução do encruamento e à obtenção de superfícies de corte homogêneas, reduzindo a nucleação de trincas no processo de estampagem.
Análise de Dados Cinéticos para a Síntese de Carbeto de Tungstênio por Reação Gás-Sólido
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Mendonça Filho, Laércio Martins de; Araújo, Camila Pacelly Brandão de; Mashhadikarimi, Meysam; Dantas, Suylan Lourdes de Araújo; Vasconcelos, Bruna Rego de
O carbeto de tungstênio é um composto químico inorgânico contendo partes iguais de um material cerâmico (carbono) e de um material metálico (tungstênio), de alta densidade, elaborada para aplicação em ambientes agressivos nos quais a superfície das peças são submetidas a desgastes por abrasão e erosão severos. A síntese de carbetos refratários por reação gás-sólido é interessante industrialmente já que esses materiais podem ser utilizados na fabricação de muitos dispositivos eletroeletrônicos, como, por exemplo, pás de exaustores, ferramentas de conformação a frio; sedes de selos mecânicos; bombas de polpa de mineração; válvula duplo pêndulo, etc). Neste trabalho realiza-se um estudo cinético da síntese do carbeto de tungstênio (WC) usando dados cromatográficos através da reação gás-sólido. A metodologia empregada consistiu na aquisição de dados bibliográficos referentes às reações de síntese de carbetos de tungstênio seguida de desenvolvimento do estudo cinético para as reações. Foram usados os modelos de primeira e segunda ordem. Foi possível estimar as constantes cinéticas de primeira e segunda ordem para os seguintes valores: k (constante de velocidade) = 0,00181/min, R² = 0,9646 para reações de síntese a T = 850°C, Q (vazão) = 17 L/h com 2 horas de isoterma usando o modelo de primeira ordem e de k = 0,00181/min com R² = 0,9663 para o modelo de segunda ordem. O modelo de primeira ordem (R² médio= 0,937) parece explicar o fenômeno reacional com maior qualidade que o modelo de segunda ordem, obtendo coeficientes de correlação linear maiores ( R² médio= 0,8118).
Análise de degradação do compósito de resina epóxi e fibra de vidro via envelhecimento natural
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-08) Paula, Anderson Damasceno de; Barbosa, Ana Paula Cysne; https://orcid.org/0009-0007-9338-4566; http://lattes.cnpq.br/5608473591819237; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Paskocimas, Carlos Alberto
O presente trabalho analisa a influência das condições climáticas na degradação de compósitos fabricados a partir de pré-impregnados (prepregs) de epóxi e fibra de vidro, focando no contexto climático do Nordeste do Brasil. Umidade e radiação ultravioleta (UV) são agentes degradantes conhecidos para compósitos de matriz polimérica. A exposição prolongada combinada a ambos os agentes potencializa a degradação de materiais compósitos poliméricos pelos mecanismos envolvendo a formação de trincas, a redução da adesão entre matriz e reforço e a modificação de propriedades térmicas e mecânicas, além de alterações químicas do material. A fim de avaliar o grau de degradação dos materiais em questão sob condições de exposição direta e natural de luz solar, atmosfera e chuvas, este estudo aplicou um processo de envelhecimento ao longo de 744 horas. Foram investigadas três amostras não envelhecidas e três amostras envelhecidas para comparar mudanças físicas, químicas e morfológicas por meio de análise dinâmico-mecânica (DMA), análise espectroscópica (FTIRs) e investigação em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados das análises nas amostras envelhecidas revelaram mudanças visuais de amarelamento as quais indicaram a presença de degradação. As imagens em MEV mostraram microtrincas na matriz e descolamento na interface, causadas pela exposição à umidade e radiação UV. Os espectros FTIR sugerem assinaturas químicas da degradação, com indicação de formação de grupos funcionais como amida. Resultados de DMA sugerem um pequeno aumento na temperatura de transição vítrea (Tg) e do pico de tan δ das amostras envelhecidas, possivelmente devido ao aumento da reticulação da resina epóxi.
Análise de microdureza do aço inoxidável 316L puro e aço inoxidável-3%óxido de sílica sinterizado em forno convencional
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-03) Carvalho, Cassius Vinicius de Azevedo; Furukava, Marciano; Furukava, Marcio; Mashhadikarimi, Meysam
O presente trabalho visa encontrar avanços na área dos compósitos com o auxilio do processo de fabricação: Metalurgia do pó. Processo de fabricação caracterizado pelo trabalho com pós metálicos e não metálicos apresentando resultados mais precisos e econômicos que outros processos, como também ajudar na produção a larga escala em industrias. Com o auxilio do forno convencional é possível atingir a união de partículas do pó a ser trabalhado, assim garante melhores propriedades do material, por meio de difusão. O presente trabalho visa conseguir melhores resultados mecânicos (dureza) com o uso do aço inox 316L reforçado com 3% em peso do dióxido de sílica (SiO2) em comparação com o aço inox 316L puro. Espera-se que o material compósito que será obtido por meio de processos como moagem, compactação e sinterização em forno convencional tubular adquira propriedades de dureza maiores que o metal puro. Para isso, ao final dos processos para obter o compósito os dois materiais sejam submetidos a ensaios não destrutivos e ensaio destrutivo a fim de buscar e comparar informações deles separados após o processo de sinterização e assim observar se o objetivo do trabalho será conseguido.
Análise do eutético ternário na liga Sn-3%Ag-0,7%Cu (SAC 307)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06-17) Costa, Vanucci de Medeiros; Silva, Bismarck Luiz; Nicolau Apoena Castro; Peres, Maurício Mhirdaui; Melo, Gudson Nicolau de
Os efeitos dos parâmetros térmicos no processamento de juntas brasadas em componentes eletrônicos e especialmente na microestrutura final, é extensivamente reportado na literatura. Contudo, a caracterização de eutéticos ternárias presentes em ligas de brasagem livres de chumbo é algo escasso. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo o estudo da influência da taxa de resfriamento (ṪE) e da velocidade de deslocamento da frente eutética (VE) na microestrutura da liga Sn-3%Ag-0,7%Cu (SAC307) solidificada direcionalmente em condições transitórias de fluxo de calor, especialmente no eutético ternário Sn+Cu6Sn5+Ag3Sn. A caracterização das regiões eutéticas foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) em conjunto com a técnica de Electron Backscatter Diffraction (EBSD) levando em consideração o tamanho, aspecto e morfologia das fases presentes no eutético. Os resultados apontaram uma microestrutura composta por uma matriz dendrítica rica em Sn circundada por uma mistura eutética ternária constituída das fases β-Sn, Cu6Sn5 e Ag3Sn, além de partículas intermetálicas primárias de Cu6Sn5 distribuídas de forma heterogênea. Segundo as imagens MEV-EBSD e as leis de crescimento microestrutural, estruturas eutéticas mais refinadas foram obtidas para maiores valores de VE, tendo um expoente de -1/2 descrevendo a variação de espaçamento interfásico (λCu6Sn5 e λAg3Sn).
Análise estatística do efeito de variáveis do processo de síntese no rendimento de microcápsulas de PUF/ENB utilizando planejamento fracionário 24-1
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-15) Freire, Maria Paula de Carvalho; Costa, Maria Carolina Burgos; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; http://lattes.cnpq.br/8520455798569249; Furukava, Marciano; http://lattes.cnpq.br/7046131809246694; Viana, Kaline Melo de Souto; http://lattes.cnpq.br/3289446495842859
Estudos envolvendo materiais com capacidade de autorreparo vêm aumentando nas últimas décadas, buscando viabilizar a reparação dos danos ocorridos em um material durante o uso e, consequentemente, possibilitando maior vida útil e a redução da necessidade de retirada do componente para manutenção. Neste trabalho, microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) (PUF) contendo 5-etilideno-2-norboneno (ENB) foram obtidas por meio da técnica de polimerização in situ. Este estudo faz parte de uma estratégia sequencial de planejamentos experimentais, no qual foi realizado um planejamento experimental fracionário 2^4-1 para avaliar a influência do efeito das variáveis do processo de síntese nas características de microcápsulas obtidas. As variáveis manipuladas selecionadas a partir de um planejamento Placket-Burman (PB) realizado anteriormente, foram o pH, a velocidade de agitação, o teor de poli(etileno-alt-anidrico maleico) (EMA) e gotas de 1-octanol. A variável resposta analisada foi o rendimento da síntese. Outras variáveis de síntese como a razão molar dos monômeros uréia/formaldeído (U/F), o cloreto de amônia e o resorcinol foram mantidas constantes, uma vez que estas variáveis não exercem efeito significativo nas respostas avaliadas, fato comprovado em planejamento anterior. Através das respostas obtidas nas sínteses realizadas e análise estatística realizada utilizando o programa Protimiza, foi possível afirmar que o 1-octanol e a velocidade de agitação são as variáveis de síntese que devem ser selecionadas para obtenção de um planejamento completo a ser realizado posteriormente, considerando o rendimento da polimerização.
Análise microestrutural de amostras aço de dutos de produção e sistema de injeção de água produzida em campos de petróleo maduros on-shore
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-24) Silva, Erick Vale Oliveira da; Castro, Nicolau Apoena; Peres, Mauricio Mhirdaui; Gonçalves, Rennáh Francisco Figueiredo
Este trabalho apresenta uma análise microestrutural de amostras de dutos de aço para a produção e sistema de injeção de água em campos de petróleo maduros on-shore, com foco na avaliação da corrosão externa e interna presentes nesses equipamentos. As amostras foram cedidas por uma empresa que atua no ramo de prospecção de petróleo no Estado do Rio Grande do Norte, retiradas durante a manutenção da linha de produção. O estudo aborda a importância do entendimento dos principais mecanismos de corrosão interna e externa a que esses equipamentos estão submetidos, das técnicas de identificação e avaliação de possíveis pontos de corrosão externa e interna e das ações preventivas e corretivas para a mitigação da corrosão. A pesquisa reúne informações sobre os principais aços utilizados no escoamento da produção a partir dos poços e dos aços utilizados nos sistemas de injeção de água em poços, como a técnica de elevação secundária. No trabalho, também foram discutidas as características dos campos maduros on-shore e os desafios específicos que eles apresentam em relação à corrosão, destacando-se a importância do monitoramento contínuo para evitar o avanço do processo corrosivo, podendo causar falhas de integridade e gerar impactos econômicos e ambientais significativos. Foram obtidas imagens via microscopias óptica e eletrônica de varredura nas amostras selecionadas, evidenciando a microestrutura e os efeitos do ataque corrosivo severo na região externa e a ausência de indícios de ataque corrosivo na região interna, fornecendo subsídios para a compreensão das causas dos processos corrosivos em dutos utilizados em campos maduros on-shore, no sentido de auxiliar na tomada de ações que promovam a segurança operacional e a proteção ao meio ambiente.
Análise microestrutural do aço Dual Phase tratado por Têmpera e Partição
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019) Braga, Lucas Daniel Pinto Barbosa; Castro, Nicolau Apoena; Mashhadikarimi, Meysam; Melo, Gudson Nicolau de
Neste trabalho foi avaliada a microestrutura gerada no aço Dual Phase pelo tratamento de Têmpera e Partição (T&P). Os tratamentos térmicos intercriticos, a 740°C por um tempo de encharque de 1h na região considerada intercrítica, seguido de têmpera água e em banho de sal nas temperaturas de 100ºC e 200°C respectivamente, intermediárias às temperaturas Ms e Mf, numa isoterma (tratamento de partição) de 30 minutos. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD) para a caracterização microestrutural do material obtido. Para as caracterizações via MO e MEV foi utilizado os reagentes Le Pera e Nital 5% para contrastar fase e constituinte, enquanto no EBSD foram utilizados os mapas e índice de qualidade (IQ), notando formação de ferrita e complexa microestrutura (martensita, martensita auto-revenida e possivelmente bainita) na microestrutura do aço. Já para a quantificação de fases foram analisadas via histogramas de IQ do EBSD no software Esprit 2.1, observando a presença da fração de fase ferrítica e dos microconstituintes presente na matriz ferrítica. No material tratado também ocorreu ensaio de dureza e microdureza para avaliar a resistência de suas regiões. Os resultados obtidos indicam que as técnicas de MO, MEV-FEG e EBSD contribuíram para a compreensão microestrutural, com destaque para a análise via MEV-FEG, permitindo a observação de maiores detalhes, como contraste entre fases e microconstituintes (diferenciação de composição) e topografia.
Aumento da capacidade de degradação do corante azul de metileno usando nanopartículas de ZnO dopadas com Mg decoradas com nanopartículas Ag0
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06-03) Paula, Celmo Hudson Reis de; Motta, Fabiana Villela da; Mauricio Roberto Bomio Delmonte; Motta, Fabiana; Nascimento, Maria; Santiago, Anderson
Photocatalytic activity has been widely used for the treatment of organic efﬂuents, mainly those generated by textile industries. Zinc oxide is widely investigated for this application due to its low cost, non-toxicity and high efﬁciency. In this work, the photocatalytic properties of ZnO:xMg (x = 1 mol.%, 2 mol.%, 4 mol.% and 8 mol.%) decorated with Ag0 were investigated against methylene blue dye (MB). Initially, the nanostructures of ZnO:xMg were produced by the microwave-assisted hydrothermal method, and the nanoparticles of Ag0 were deposited by ultraviolet (UV) photoreduction. The structural characteristics of the powders were determined by x-ray diffraction, the morphologies were investigated by ﬁeld emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and the optical absorbance of the photocatalysts was characterized by the diffuse reﬂectance spectra [UV–visible light (UV–Vis)]. The photocatalytic properties were estimated by degradation of MB, and the capacity for reuse of the powders was estimated by application in three consecutive cycles. Undoped ZnO powders reduced 84% of MB concentration, while the ZnO:8%Mg sample reduced 97% of it, indicating that doping with Mg2+ is efﬁcient in increasing the degradation capacity of ZnO against MB degradation. The deposition of metallic silver nanoparticles on the ZnO surface considerably increases the photocatalytic efﬁciency, in which after 18 min, the 8%Mg sample completely degraded the MB. The reuse tests showed that the powders maintain their photocatalytic activity after three cycles and can be used for such application without generating secondary residues.
Avaliação cinética da síntese de carbeto de tungstênio (WC) via reação gás-sólido entre paratungstato de amônio (APT) e a mistura gasosa CH4-H2 em reator de leito fixo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-13) Silva, Amanda Araujo Gomes da; Araújo, Camila Pacelly Brandão de; Mashhadikarimi, Meysam; http://lattes.cnpq.br/9422624675887080; http://lattes.cnpq.br/4474516366734941; Silva, Rayane Ricardo da; ttp://lattes.cnpq.br/9763159668414027; Costa, Ruan Sávio da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4381218Z3
A aplicação do carbeto de tungstênio (WC) destaca-se na indústria mecânica, química e aeroespacial por apresentar uma combinação única de propriedades, como elevada dureza, alto ponto de fusão, alta resistência ao desgaste, grande estabilidade química e térmica. Tradicionalmente, sua produção ocorre via reação de carburização entre uma fonte de tungstênio e uma fonte de carbono em altas temperaturas (1400ºC e 1800°C) e longo período de reação. Diversos métodos de síntese de WC vêm sendo investigados com o intuito de obter pós com alta pureza e alta área superficial, e de otimizar o processamento. O Departamento de Engenharia Química da UFRN (DEQ) desenvolveu uma rota de síntese via reação gás-sólido entre paratungstato de amônio (APT) e a mistura de CH4-H2 capaz de produzir carbeto de tungstênio puro após uma hora de reação à temperatura de 850°C em reator de leito fixo. Foram estudadas variadas condições de processamento, mas não foi realizada a análise cinética dos dados. Esse tipo de análise é uma etapa fundamental para avaliar a viabilidade da implementação do processo de síntese em grande escala. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo realizar uma avaliação cinética da síntese de WC desenvolvida pelo DEQ a partir de dados de conversão de metano disponíveis na literatura. Os dados da síntese foram obtidos por meio da ferramenta "Digitalize" do software Origin®, e modelados para verificar qual modelo cinético melhor se adequa a reação: a Lei de Potências (reação de primeira ordem) ou o modelo de Avrami. Os resultados indicam que o modelo de 1ª ordem se adequa aos dados experimentais analisados (R2 > 0, 90). Constante cinética de k= 0,0017 min-1 com R² = 0,935 foi determinada para reações de síntese a T=850°C, Q=17L/h e 1 hora de isoterma.
Avaliação da condutividade elétrica de uma amostra de óxido de grafeno reduzido visando seu potencial para aplicação em tintas condutoras
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-08) Paula, Ygor Matheus Pereira de; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Silveira Júnior, Luiz Gonzaga de Queiroz; Mendes, Armando Monte
O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, constitui um material bidimensional com uma vasta gama de propriedades e grande potencial para as mais diversas aplicações. Um dos métodos de síntese mais utilizado é a esfoliação química (método de Tour), conhecido por garantir a obtenção de uma maior quantidade de óxido de grafeno (GO), contribuindo para solucionar um dos maiores problemas na síntese de grafeno, que é a dificuldade em produzi-lo em larga escala. O GO sintetizado via esfoliação química apresenta propriedades isolantes, porém, comprovou-se que a condutividade elétrica pode ser recuperada se os grupos funcionais forem eliminados da sua estrutura por meio da redução térmica do GO a fim de se obter o óxido de grafeno reduzido (rGO). O rGO traz consigo a recuperação das propriedades prejudicadas devido ao processo de esfoliação química, dessa forma, este pode vir a apresentar grande potencial para aplicações envolvendo condutividade elétrica. Atualmente, a gama de aplicações das tintas condutoras vêm crescendo, sendo o seu principal intuito a inserção de um material condutor, garantindo a condutividade necessária para tal aplicação. Tendo isso em vista, o presente trabalho teve como intuito principal, a síntese de GO utilizando o método de esfoliação química e da produção de rGO por meio da redução térmica do GO sintetizado, a fim de avaliar não só a qualidade dos materiais obtidos, mas também sua capacidade como possíveis agentes condutores. Os resultados obtidos por meio da espectroscopia Raman e difração de raios-x (DRX), confirmaram que a síntese e a redução do material ocorreram de forma satisfatória. De acordo com a análise de MEV, a superfície da amostra torna-se corrugada devido ao escape de grupos funcionais durante o processo de redução e, a partir da visualização da seção transversal, fica evidente a presença das folhas individuais de grafeno. Em contrapartida, a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), mostrou que a redução realizada não foi tão eficaz como o esperado.
Avaliação da eletrodeposição do banho de cobre ácido na produção de semijoias e folheados
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-18) Vieira, Pâmala Samara; Mashhadikarimi, Meysam; Silva, Bismarck Luiz; http://lattes.cnpq.br/4377238190630005; http://lattes.cnpq.br/9422624675887080; http://lattes.cnpq.br/9791896377375104; Castro, Nicolau Apoena; http://lattes.cnpq.br/3740711945494961; Rego, José Kélil Marcilio Alves do
Os produtos metálicos que são comercializados no segmento de acessórios são submetidos a um processo de tratamento de superfícies buscando promover propriedades contra desgaste da peça, corrosão química ou apenas para fins decorativos. Neste contexto, a eletrodeposição é um processo de recobrimento de um substrato através da eletrólise, com alterações de características em relação ao acabamento superficial, garantindo resistência à corrosão, ao desgaste e aumentando a vida útil do produto. Na eletrodeposição, um banho muito utilizado é o de cobre, uma vez que, através desse banho, é possível a obtenção de acabamentos mais brilhantes e uniformes nas peças, além de servir como uma base de reforço para os revestimentos posteriores. Nesse processo, os banhos são consumidos à medida que as peças vão sendo banhadas. Portanto, ocorre uma perda na eficiência. Dessa forma, o objetivo do trabalho é avaliar, por meio de titulações químicas, o consumo da solução de Cu ácido no processo de eletrodeposição de metais. Nesse sentido, as peças utilizadas foram submetidas ao pré-tratamento químico, denominado desengraxe, e seguiu com as demais etapas, que são: cobre alcalino, cobre ácido, níquel free e ouro douração. Após a saída de cada banho, as peças foram lavadas, ativadas e lavadas novamente. Ao final dos procedimentos de depósitos nas superfícies das peças banhadas, faz-se necessário identificar a concentração final da solução eletrolítica contida nos tanques, a fim de manter a concentração de sais no nível ideal para não comprometer a qualidade das camadas de depósitos das peças. Diante disso, essa concentração pode ser obtida por meio do método titulométrico, com uso de indicador visual, com intuito de obter a concentração ideal do CuSO4 e H2SO4, que são os componentes presentes na formulação do banho de cobre ácido e que necessitam de manutenções específicas para o depósito na superfície da peça com qualidade. Os resultados obtidos demonstraram que o CuSO4 apresentou um valor de concentração com uma média de 152,88 g/L, enquanto o H2SO4 apresentou 34,05 g/L. Ao realizar a comparação com os valores ideais que são, respectivamente, 200 g/L e 60 g/L, constatou-se que houve uma perda de componentes no banho. No entanto, é possível realizar a correção do banho através de análises químicas e posteriormente a reposição dos aditivos na solução eletrolítica.
Avaliação de degradação em marcadores para rastreamento de material metalúrgico via fluorescência de raios-X
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06) Oliveira, Guilherme Guedes de; Castro, Nicolau Apoena; Mashhadikarimi, Meysan; Paskocimas, Carlos Alberto
O trabalho surgiu com o intuito do desenvolvimento e análise de um marcador químico para identificação via fluorescência de raios X (FRX) aplicado em cabo de energia de alumínio (Al). Para tal trabalho será utilizado o termo “coating” para se referir ao marcador que será aplicado como uma tinta nos corpos de prova. O “coating” deverá permanecer no material após ser sujeito aos processos de refusão e degradação, simulando condições da reais que o material será exposto. Este trabalho tem como meta dificultar o furto de cabos de energia, sendo possível a identificação de cabos roubados após tentativa de processo de reciclagem, com refusão, e/ou ao longo do tempo, como degradação por intemperismo. Assim, para a obtenção do “coating” foi utilizada uma solução composta de resina polimérica como solvente e 2% de Prata (Ag) como soluto. Foram realizadas análises via FRX, antes da aplicação do “coating”, provando a não existência de qualquer quantidade significante de prata antes do material ser revestido pelo marcador e foi realizado análise após o término do processo de refusão e degradação nos materiais com “coating” demostrando a permanência do “coating” após os ensaios nos corpos de prova. Este “coating” foi aplicado apropriadamente nos corpos de prova, com o auxílio de um pincel limpo. O material constituído por cabo de alumínio nu foi sujeito ao processo de refusão, já o cabo de alumínio com isolamento polimérico foi exposto ao ensaio para simular o processo de degradação. O “coating” com 2% de Ag mostrou-se eficiente no seu objetivo, sendo identificável picos de prata no espectrograma de energia nos corpos de prova ao final dos ensaios que foram sujeitos.

SIGAA

Navegar

Navegando CT - TCC - Engenharia de Materiais por Título