PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/11907
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Tese Otimização dos processos de síntese para obtenção do compósito a- MoO3/C3N4 e estudo de sua atividade fotocatalítica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-16) Ferreira, Camyla Regina Dantas; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; Motta, Fabiana Villela da; https://orcid.org/0000-0002-3523-737X; http://lattes.cnpq.br/9918299069511517; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; http://lattes.cnpq.br/7200916566714732; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo; Carreño, Neftalí Lenin Villarreal; Tranquilin, Ricardo LuísO MoO3 é um semicondutor do tipo n com propriedades únicas, como a eficiência fotocatalítica e ainda apresenta diferentes morfologias atraindo, assim, considerável atenção e sendo estudado tanto isolado quanto em associação com outros semicondutores com o objetivo de melhorar ainda mais suas propriedades. O C3N4 é outro fotocatalisador que tem atraído atenção por apresentar baixo bandgap (2,7 eV), permitindo absorção de luz visível para geração de mais pares elétron-buraco. Nesta pesquisa foi realizada a otimização das sínteses dos materiais isoladamente e seu acoplamento para a obtenção do material híbrido -MoO3/C3N4. O trabalho foi dividido em três etapas, na primeira etapa, por meio do método de síntese spray-pirólise foram realizadas sínteses a diferentes concentrações de precursor (0,1M, 0,2M e 0,3M), temperaturas (600 °C a 1000 °C) e potência do atomizador (70% e 100%), e a taxa de fluxo foi fixada em 3 L/min. Os diferentes parâmetros foram utilizados visando a obtenção em uma única etapa de -MoO3. Otimizada a síntese do MoO3 a próxima etapa foi a utilização do método sonoquímico (etapa 2) a diferentes tempos (5 min, 10 min e 15 min) na amostra selecionada e análise dos resultados obtidos. De posse do tempo de síntese com melhores resultados, deu-se início à etapa 3 em que por meio da síntese ultrassônica foi feito o acoplamento do MoO3 e C3N4 sendo obtido o compósito de material híbrido MoO3/C3N4. A otimização dos parâmetros necessários à obtenção de partículas de -MoO3 foi investigada por difração de raios-X (DRX). A influência dos parâmetros envolvidos na síntese do α-MoO3 por spray pirólise, assim como o efeito do método ultrassônico sobre morfologia, atividade fotocatalítica e propriedades ópticas foram investigados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do UV-Visível (Uv-Vis), atividade fotocatalítica, fotoluminescência (FL) e microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG). A resposta utilizada para otimização do material após método ultrassônico foi a degradação fotocatalítica do azul de metileno. Os difratogramas de raios-X apresentaram a obtenção de fase ortorrômbica -MoO3 com grupo espacial de 62 Pbnm bem como a presença de fase hidratada nas amostras analisada. As amostras de compósitos analisadas apresentaram valores de energia de gap de 3,09 eV. A amostra MOCN 1 apresentou a melhor atividade fotocatalítica, atingindo 100% de degradação em 300 min. Por meio das micrografias foi possível observar a influência dos parâmetros de síntese e do próprio processo ultrassônico na morfologia das amostras, variações estas que influenciaram na atividade fotocatalítica e fotoluminescência das amostras.Tese Análise comparativa do efeito do Al e Bi na liga Sn-9%Zn: parâmetros térmicos, microestrutura e propriedades mecânicas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-21) Bezerra Neta, Ione Amorim; Silva, Bismarck Luiz; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; http://lattes.cnpq.br/4377238190630005; https://orcid.org/0000-0002-5744-8055; http://lattes.cnpq.br/4237409241499220; Peres, Maurício Mhirdaui; Rodrigues, Adilson Vitor; Siqueira Filho, Cláudio Alves de; Dantas, Suylan Lourdes de AraújoA busca por soluções viáveis para a substituição das ligas Sn-Pb em juntas soldadas de microcomponentes eletrônicos tem recebido atenção especial nos últimos anos. Nesse sentido, a liga eutética Sn-9%Zn é uma alternativa promissora, pois apresenta temperatura eutética (198°C) similar à liga Sn-38%Pb, baixo custo e excelentes propriedades mecânicas. Contudo, essas ligas exibem desvantagens como baixa resistência à corrosão, o que limita o uso prático em operações de soldagem branda. Uma das alternativas de melhoria é a modificação com alumínio (Al) e bismuto (Bi). Esses elementos promovem modificações na microestrutura e propriedades mecânicas. Diante disso, o presente trabalho objetiva estudar o efeito da adição de Al (0,5% e 2,0% em massa) e de Bi (3,0% e 6,0% em massa) nos parâmetros térmicos de solidificação (taxa de resfriamento-ṪL e velocidade de solidificação-VL), microestrutura, macrossegregação, propriedades mecânicas e modos de fratura das ligas Sn-9%Zn-X solidificadas direcionalmente. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), além das análises de propriedades mecânicas por tração. Cálculos termodinâmicos foram realizadas pelo método CALPHAD via software Thermo-calc, a fim de avaliar a sequência de solidificação, as composições das fases e as temperaturas de transformações de fase. Como resultados principais destacam-se: as adições de Al e Bi na liga binária Sn-9%Zn aumentaram os valores de TL e reduziram os valores de TE, aumentando assim, o intervalo de solidificação para as ligas examinadas. A liga Sn-9%Zn-3,0%Bi foi única a exibir um crescimento colunar na macroestrutura, observando-se uma Transição Colunar-Equiaxial (TCE) no restante das ligas. Crescimentos de células eutéticas têm sido observados para as ligas Sn-Zn-Al e Sn-Zn-Bi, compostas pelas fases Sn+Zn+Al e Sn+Zn+Bi, respectivamente. Apenas o teor de 2%Al foi capaz de alterar a escala microestrutural, refinando sutilmente o arranjo celular eutético. Por outro lado, todos os teores de Bi adicionados resultaram no refinamento microestrutural. As morfologias das partículas de Bi e da fase α-Zn (da mistura eutética) se mostraram dependentes do teor de soluto e da taxa de resfriamento. As adições de Al promoveram uma redução tanto do limite de resistência à tração (σu) quanto do alongamento até a fratura (δ). Por outro lado, as adições de Bi promoveram um aumento de σu e uma redução de δ. Em comparação à binária Sn-9%Zn, nota-se que o Al não alterou o modo de fratura, permanecendo dúctil, enquanto o Bi induziu um mecanismo de fratura frágil por clivagem.Tese Study of cobalt-free composite oxygen electrodes for solid oxide cells(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-09-20) Farias, Morena Brito de; Paskocimas, Carlos Alberto; https://orcid.org/0000-0002-1915-4291; http://lattes.cnpq.br/2365059843175411; https://orcid.org/0000-0003-4597-9622; http://lattes.cnpq.br/0200622158109138; Graça, Vanessa Cristina Diniz da; Araújo, Allan Jedson Menezes de; Macedo, Daniel Araújo de; Fonseca, Fábio Coral; Loureiro, Francisco José Almeida; Nascimento, Rubens Maribondo doAs células de óxido sólido são dispositivos de conversão de energia que podem operar em dois modos: como células a combustível para produzir eletricidade a partir do hidrogênio e como células de eletrólise para gerar hidrogênio a partir da eletricidade. Nesses dispositivos, o eletrodo de oxigênio enfrenta frequentemente desafios, como cinética de reação lenta ou degradação interfacial, o que pode impactar significativamente o desempenho global da célula e, portanto, requer otimização cuidadosa. Tradicionalmente, materiais contendo cobalto são amplamente utilizados como eletrodos de oxigênio devido à sua excelente cinética para reações com oxigênio. No entanto, um dos desafios atuais é substituir esse elemento crítico em aplicações energéticas devido a preocupações relacionadas à saúde, ao meio ambiente e à disponibilidade geográfica limitada. Nesta tese, os compostos Sr2Fe1,5Mo0,5O6-δ (SFM) e Lan+1NinO3n+1 (n = 1 e 3, LNO) são explorados como eletrodos de oxigênio livres de cobalto, demonstrando excelentes propriedades de condução iônica-eletrônica mista. Os eletrodos foram inicialmente otimizados por deposição sucessiva de camadas de material sobre o substrato de eletrólito. Esse processo não apenas otimizou a espessura dos eletrodos, mas também melhorou a distribuição da corrente iônica do eletrólito para o eletrodo, resultando em uma redução da resistência à polarização (Rpol). Sugere-se que a formação de uma fração sólida maior do material do eletrodo na interface com o eletrólito possa contribuir para uma melhor extensão da corrente iônica no interior do eletrodo. Consequentemente, os eletrodos otimizados atingiram valores de Rpol de aproximadamente 0,6 Ω cm2 para SFM, 4,9 Ω cm2 para La2NiO4+δ (L2N1) e 12,9 Ω cm2 para La4Ni3O10-δ (L4N3) a 700 °C. Além disso, um novo eletrodo compósito de SFM com aproximadamente 34 % em volume de céria dopada com praseodímia (Ce0.8Pr0.2O2-δ) foi desenvolvido, levando a melhorias na cinética de incorporação. No entanto, o desempenho geral desse eletrodo compósito foi comprometido por insuficiente condutividade eletrônica (Rpol ~7,3 Ω cm2 a 700 °C). Para os eletrodos de LNO, impregnação com óxido de praseodímio (~10 % em peso) resultou em uma redução na resistência à polarização em cerca de 7 vezes para L2N1 (Rpol ~0,7 Ω cm2) e em cerca de 17 vezes (Rpol ~0,8 Ω cm2) para L4N3 a 700 °C. Essa melhoria significativa é atribuída aos sítios cataliticamente ativos de PrOx, que melhoram a dissociação de oxigênio e os processos de transferência de carga. No geral, este trabalho fornece insights críticos sobre os critérios microestruturais e composicionais essenciais para o futuro desenvolvimento de eletrodos de oxigênio de alto desempenho livres de cobalto, contribuindo para o avanço de células de óxido sólido mais sustentáveis e eficientes. Facilitando a transição para fontes de energia mais limpas e reduzindo a dependência do cobalto, esses desenvolvimentos podem desempenhar um papel vital na diminuição das emissões de gases de efeito estufa e na mitigação dos impactos das mudanças climáticas, além de beneficiar o meio ambiente e a saúde das pessoas expostas ao cobalto, apoiando, em última análise, um futuro mais sustentável para a sociedade.Tese Desenvolvimento e caracterização de blendas acrílicas e estirênicas com MBS(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-13) Damasceno, Igor Zumba; Ito, Edson Noriyuki; https://orcid.org/0000-0001-7784-9035; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; http://lattes.cnpq.br/3931434534451724; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Leite, Amanda Melissa Damiao; Mattos, Adriano Lincoln Albuquerque; Reinaldo, Juciklécia da SilvaNeste trabalho foi investigado a influência da estrutura química do copolímero metacrilato de metila-butadieno-estireno (MBS) em misturas físicas com o poli(metacrilato de metila) (PMMA), poliestireno (PS) e o copolímero estirenoacrilonitrila (SAN). As blendas poliméricas foram produzidas em uma extrusora dupla rosca e, em seguida, os corpos de prova foram confeccionados por moldagem por injeção. Os resultados das propriedades ópticas mostraram uma transparência superior a 75% e 90%, respectivamente, para as blendas com PS e SAN. As blendas desenvolvidas com PMMA apresentaram opacidade para todas as composições. A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) apresentou as bandas características das estruturas químicas específicas das blendas poliméricas. Os espectros não evidenciaram mudança conformacional ou estrutural nas blendas poliméricas, não sendo observadas a presença de novas bandas de absorção. A caracterização termogravimétrica (TG) mostrou que as blendas com matrizes estirênicas (PS e SAN) apresentaram maior estabilidade térmica do que a blenda de matriz acrílica (PMMA). A caracterização mecânica mostrou que as blendas com 30% de MBS apresentaram um ganho substancial no módulo de elasticidade. Os resultados reológicos na região da viscoelasticidade linear apresentaram mudanças significativas na região terminal relacionada a presença do MBS. As caracterizações morfológicas mostraram a imiscibilidade das blendas PMMA/MBS e SAN/MBS, evidenciado pela presença de domínios da fase dispersa, enquanto a blenda PS/MBS mostrou-se miscível.Tese Comportamento em fadiga de laminados double-double de vidro/epóxi(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-10) Vasconcelos, Tomás Barros; Melo, José Daniel Diniz; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; https://orcid.org/0000-0002-4303-8741; http://lattes.cnpq.br/2914636732488571; Cimini Júnior, Carlos Alberto; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Vignoli, Lucas Lisbôa; Freire Júnior, Raimundo Carlos SilvérioA configuração double-double (DD) foi proposta como um novo conceito no qual um conjunto duplo de ângulos de dupla hélice [±ϕ/±ψ]n é empilhado para formar um laminado compósito. Esse conceito promete vantagens significativas em relação aos arranjos convencionais para projeto, otimização e fabricação de compósitos. Este estudo experimental avaliou o desempenho de dois laminados de vidro/epóxi com propriedades elásticas no plano equivalentes, adequados para aplicações em pás de turbinas eólicas: um quadriaxial (Quad) [±45/(0/90)3]s e um double-double (DD) [±15/±75]4T. Ensaios mecânicos foram realizados sob carga cíclica uniaxial de tração-tração usando corpos de prova sem furos e com furos centrais. Delaminação iniciada nas bordas livres resultou em falha prematura dos corpos de prova DD sem furos. Para os corpos de prova com furos centrais, os resultados dos testes de fadiga obtidos em ambas as sequências de empilhamento mostraram desempenho semelhante. Em última análise, o estudo apresentado constitui uma valiosa contribuição para a compreensão do comportamento de fadiga de laminados de vidro/epóxi double-double submetidos a carregamento cíclico de tração.Tese Produção de substratos cerâmicos via tape casting para aplicações multifuncionais de alta frequência(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-15) Chibério, Paulo Henrique; Acchar, Wilson; Corrêa, Márcio Assolin; https://orcid.org/0000-0002-8904-4151; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; http://lattes.cnpq.br/4592611419102939; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; Costa, Antônio Carlos Silva da; Alves, Hugo Plínio de AndradeO desenvolvimento tecnológico tem impulsionado a busca por novos substratos dielétricos, essenciais para o avanço e eficiência de dispositivos eletrônicos voltado para a alta frequência. A crescente demanda por dispositivos mais rápidos, menores e com maior capacidade de armazenamento tem levado ao desenvolvimento de materiais com propriedades dielétricas superiores, que possam suportar maiores tensões elétricas e oferecer melhores isolamentos. Dentre as diversas abordagens para a produção desses materiais, a técnica de tape casting se destaca como um método altamente popular para a fabricação de filmes cerâmicos homogêneas, flexíveis, com espessura controlada, grande área superficial e baixo custo. O objetivo desse trabalho é o desenvolvimento, através da técnica de tape casting, de fitas cerâmicas multifuncionais dielétricas de Al2O3-hBN e diatomita-grafeno para aplicação de alta frequência. A fita de diatomitagrafeno apresentou um aumento da constante dielétrica em torno de 100% com o incremento de 10% em peso de grafeno. A capacitância obteve melhores resultados para a frequência de 120 Hz com 6.72 nF para a incorporação de 10% em peso de grafeno, um aumento de 215% em comparação com a capacitância da diatomita pura. Portanto, devido à excelente estabilidade da constante dielétrica em ampla faixa de frequência (0,1 até 1,5 GHz), os substratos de diatomita com incorporação de grafeno e alumina com incorporação de hBN demonstram o potencial de aplicabilidade como substratos de alta frequência em dispositivos de transmissão eletrônica.Tese Desenvolvimento e estudo da técnica de deposição por plasma gerados através de cilindros catódicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-09) Medeiros Neto, João Freire de; Nascimento, Rubens Maribondo do; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; http://lattes.cnpq.br/9128183600567956; Alves, Salete Martins; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Carvalho, Albano Augusto Cavaleiro Rodrigues de; Fontana, Luís César; Libório, Maxwell SantanaEste estudo introduz a técnica de deposição de filmes compósitos por meio da deposição a plasma por cilindros catódicos (CCyPD). Tal técnica corresponde a uma variação do sistema de deposição por gaiola catódica (CCPD) existente, que consiste na substituição dos furos da gaiola por cilindros de materiais na forma de pós compactados, o que permite a deposição de diversos tipos de materiais de forma simultânea e empregando parâmetros de tratamento já utilizados na deposição por gaiola catódica convencional, o qual viabiliza e facilita a implantação desta técnica. Desta forma, este trabalho apresenta três diferentes deposições, que utilizaram a técnica de cilindros catódicos. No primeiro tratamento foram utilizados cilindros de MoS2, com o intuito de depositar um filme de estrutura lamelar que favorece os planos de deslizamento e reduz o coeficiente de atrito; no segundo, foram utilizados cilindros de pó composto contendo TiO2, Nb2O5 e C (grafite), com fluxo de hidrogênio e nitrogênio que favorecem a redução de óxidos e a deposição de um filme duro a base de nitretos e carbetos de titânio e nióbio; e no terceiro utilizaram-se os dois tipos de cilindros, usados anteriormente, de forma simultânea para a deposição de um filme duro e lubrificante. As amostras tratadas apresentaram uma menor taxa de desgaste, coeficiente de atrito mais baixo e uma menor temperatura de durante o ensaio tribológico, quando comparadas com as amostras não tratadas, devido à presença de uma fase de bissulfeto de molibdênio (MoS2), que atua como um agente lubrificante sólido em aplicações de contato deslizante. Os tratamentos que utilizaram deposição de filme duro resultaram em um aumento de três a quatro vezes de dureza e houve a formação de filmes compósitos de TiN, NbN, NbC. Houve também destaque para a redução do desgaste, que diminuiu de 10 a 50 vezes para as amostras tratadas em maiores temperaturas.Tese Síntese de zeólitas a partir de resíduos classe II da indústria do petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-26) Teixeira, Wendel Anderson Dantas; Nascimento, Rubens Maribondo do; Pergher, Sibele Berenice Castella; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; http://lattes.cnpq.br/8441266382507448; Martinelli, Antônio Eduardo; Penha, Fábio Garcia; Mello, Mariele Iara Soares deDas mais de 255 estruturas zeolíticas conhecidas hoje em dia, somente dez (10) são produzidos industrialmente. Isso ocorre porque muitas das sínteses não estão otimizadas, ou são muito caras para serem escalonadas. Para viabilizar que mais estruturas sejam produzidas industrialmente, os custos da síntese podem ser diminuídos pela substituição de reagentes tradicionais por fontes de alternativas de Si e Al. Entre as fontes alternativas de Si e Al, podem ser empregadas materiais naturais como argilominerais, resíduos industriais, entre outros. Neste trabalho é proposto o uso de materiais fragmentados e deslocados pela broca para superfície, resíduo sólidos de perfuração de poços de petróleo denominado cascalho, também chamados de amostra de calha. A zeólita a ser obtida empregando este resíduo inicialmente foi a zeólita LTA. Os materiais obtidos, bem com os de partida foram caracterizados por difração de raios X, fluorescência de raio X, microscopia eletrônica de varredura e adsorções de CO2. Como resultado foi possível observar a formação dos materiais zeolíticos através da identificação das reflexões de Bragg características da morfologia cúbica característica da Zeólita LTA. A relação Si/Al das amostras resultou próxima a unidade, conforme esperado para esta topologia. O trabalho buscou desenvolver procedimento para viabilizar o uso do resíduo a partir do procedimento padrão de síntese da zeólita LTL buscando aumentar a gama possibilidade de uso do resíduo. Neste trabalho a revisão mostra de uma forma ampla o controle, tratamento e destinação final do resíduo como o seu reaproveitamento em diferentes áreas.Tese Modelagem computacional para análise de elementos estruturais utilizando compósitos cimentícios na impressão 3D(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-07) Nóbrega, Anna Christinna Secundo Lopes; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/2037302605078322; Silva Filho, José Neres da; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; Cabral, Kleber Cavalcanti; Bezerra, Ulisses Targino; Souza, Wendell Rossine Medeiros deA indústria da construção civil vem incorporando a impressão 3D como uma tecnologia inovadora. Porém, ainda existem desafios envolvendo a complexidade dos parâmetros necessários, como as características geométricas, a resistência e a rigidez dos objetos impressos. Desta forma, este estudo propõe uma nova modelagem computacional tridimensional para dimensionamento de estruturas impressas em 3D. O modelo é baseado na não linearidade física do material e na não linearidade geométrica da estrutura. Ele consiste na reprodução numérica de um ensaio experimental utilizando elementos finitos, e leva em consideração a evolução das propriedades do material com o tempo por meio de fases construtivas. A velocidade de impressão é de 60 mm/s e o intervalo de tempo entre camadas de 11 s. Aliado a isso, também é proposto um modelo analítico para verificar o tipo de falha do elemento estrutural – colapso plástico ou flambagem. Os resultados obtidos revelaram boa concordância com os de testes experimentais e formulação teórica consolidada, sendo as diferenças entre os métodos computacionais e teóricos de 0,58% a 3,38% para diferentes taxas de construção. Em termos de tensão normal vertical na base das paredes, a variação percentual máxima entre os modelos é de 5,22%, e em termos de deslocamentos verticais, as variações são menores que 1 mm em valores absolutos. O modelo computacional conseguiu prever com sucesso o momento de ruptura da estrutura e o modelo analítico revelou corretamente o tipo de falha. As análises paramétricas mostraram que o modelo proposto é uma ferramenta acessível, eficaz e precisa para revelar os efeitos da velocidade de impressão, das propriedades do material e da geometria da estrutura no processo de impressão.Tese Compósitos autolubrificantes de níquel sinterizados utilizando plasma DC(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-28) Lima, Ella Raquel do Vale Souza de; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; https://orcid.org/0009-0005-6003-4338; http://lattes.cnpq.br/6548985093027325; Neves, Guilherme Oliveira; Binder, Cristiano; Nascimento, Rubens Maribondo do; Gomes, Uilame UmbelinoO presente trabalho teve o intuito de avaliar os respectivos efeitos de diferentes lubrificantes sólido dispersos em todo o volume na matriz de níquel, produzidos via metalurgia do pó. Foram utilizados como lubrificante sólido o grafite, o qual foi introduzido na matriz pela rota convencional na etapa de mistura simples, e o lubrificante gerado “in situ” pela dissociação de carbeto de silício (SiC) durante a sinterização. Nas misturas o teor de grafite e SiC foi fixado em 10% em volume, a conformação das amostras foi realizada por compactação uniaxial a uma pressão de 600MPa, a sinterização ocorreu em reator a plasma DC e forno convencional, diferentes temperaturas de sinterização foram aplicadas (800 ºC, 900 ºC e 1000 ºC). O estudo da microestrutura e dureza destes materiais foram realizados utilizando as análises de densidades a verde e do sinterizado, DRX, Espectroscopia Raman, MO, MEV/FEG-EDS e microdureza Vickers, as quais mostraram a influência dos diferentes lubrificantes sólidos, da temperatura e equipamentos de sinterização na formação dos compósitos, na continuidade da matriz de níquel e na cinética de dissociação do SiC. O silício resultante da dissociação do carbeto de silício enriquece a matriz de níquel, na qual a solubilidade do carbono varia com a temperatura, contudo o carbono retido precipita e permanece na forma de grafite. A adição de lubrificante sólido na matriz promoveu redução na densidade do sinterizado. O aumento da temperatura de sinterização aumentou a densificação e reduziu a porosidade. A sinterização a 1000 ºC promoveu maiores valores de microdureza. Os depósitos de grafite aumentaram nas amostras contendo SiC com a elevação da temperatura. Com base nestas informações, foram analisadas o comportamento tribológico dos materiais sinterizados a 1000 ºC. Os compósitos contendo lubrificante sólido obtidos pela rota convencional apresentaram os menores valores de coeficiente de atrito e taxa de desgaste. Os aspectos microestruturais e de dureza indicam uma semelhança entre os processos de sinterização a plasma em regime anormal (DC) e em forno tubular.Tese Estudo das propriedades de fotocatálise e fotoluminescência da heteroestrutura BaMoO4/g-C3N4 sintetizados pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-29) Pinheiro, Viviane da Silva; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; Motta, Fabiana Villela da; https://orcid.org/0000-0002-3523-737X; http://lattes.cnpq.br/9918299069511517; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; http://lattes.cnpq.br/6666417052865525; Silva, Elson Longo da; Bort, Juan Manuel Andrés; Tranquilin, Ricardo LuísA fotocatálise heterogênea vem sendo empregada há alguns anos para degradação de compostos orgânicos com sucesso que torna importante o estudo de novos materiais fotocatalíticos. Nessa abordagem, a estrutura eletrônica de bandas faz com que materiais do tipo semicondutor sejam utilizados como catalisadores. No entanto, a degradação de corantes orgânicos é prejudicada pela rápida recombinação dos portadores de carga nos semicondutores. Uma maneira de resolver é promovendo a formação de heteroestruturas para aprimoramento das propriedades partículas. Dentre os diversos materiais, o molibdato de bário vem se destacado devido às suas ótimas propriedades e possibilidade de aplicação em várias áreas. Neste trabalho, heteroestruturas de BaMoO4/xg-C3N4 (X= 0,3 e 0,5 gramas) foram sintetizadas pelo método de co-precipitação seguido do método solvotérmico assistido por micro-ondas com temperatura de 140 °C durante 30 minutos. Para empregar o método solvotérmico foi utilizado o álcool 1,4 - butanediol como solvente. Em seguida, foram realizadas análises de caracterização da estrutura por difração de raios – X (DRX), espectroscopia de espalhamento Raman, análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), propriedades óticas por meio do espectrofotômetro de UV-Vis, e investigação da atividade de fotocatálise sob radiação UV na descontaminação de poluentes orgânicos com Azul de Metileno/AM (catiônico) e Violeta Cristal/VC (catiônico). Os difratogramas de DRX mostraram que o método solvotérmico assistido por micro-ondas é eficiente para obtenção de partículas de BaMoO4 e heteroestruturas com picos bem definidos apresentando alta cristalinidade sem fase secundária. As micrografias apresentaram partículas de BaMoO4 de formato irregular com diâmetro médio entre 168,84 e 240,86 nanômetros. A energia de gap medido pelo método direto variou de 4,63 – 4,70 eV para as amostras puras de BaMoO4 e de 3,33 – 3,50 eV para BaMoO4/xg-C3N4. As heteroestruturas apresentaram uma eficiência aprimorada, alcançando taxas de degradação de 95,17% para o violeta cristal e 95,16% para o azul de metileno, em contraste com os 25% e 19%, respectivamente, observados nas amostras puras de BaMoO4. Nos testes de reuso com 4 ciclos consecutivos as amostras apresentaram boa capacidade fotocatalítica. Os espectros de fotoluminescência foram obtidos à temperatura ambiente e revelaram um pico de emissão na cor azul para todas as amostras quando excitadas a 355 nm.Tese Avaliação de minérios e rejeitos industriais à base de ferro como transportadores de oxigênio e do resíduo do algodão colorido para o processo Biomass Chemical Looping Gasification – BCLG(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-14) Santiago, Rebecca Araújo Barros do Nascimento; Melo, Dulce Maria de Araújo; Rubio, Iñaki Adánez; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; http://lattes.cnpq.br/1877747013074680; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; Braga, Renata MartinsA redução das emissões antropogênicas de gases de efeito estufa (GEE) tornou-se uma das principais preocupações ambientais enfrentadas neste século. Limitar o aquecimento global a 1,5 ºC até 2100, conforme estabelecido no Acordo de Paris, requer minimizar as emissões cumulativas de CO2 e de outros GEE, como o metano (CH4). Nesse contexto, a utilização de biocombustíveis (biomassas) associado a processos de Captura e Armazenamento de CO2 (CAC) apresenta-se como uma solução atrativa a fim de alcançar zero emissões de dióxido de carbono em processos industriais. Biomass Chemical Looping Gaseification – BCLG surgiu como uma opção inovadora e vantajosa em relação a gaseificação convencional, pois produz gás de síntese de elevada pureza, não diluído em N2 e com menor penalidade energética e econômica. Um critério fundamental no desenvolvimento do processo BCLG é a seleção adequada de um transportador de oxigênio (TO). Minérios e rejeitos à base de ferro são atrativos em aplicações industriais Chemical Looping (CL) devido a seu baixo custo, abundância e composição heterogênea. Em vista disso, esta tese de doutorado tem como objetivo avaliar o potencial de quatro transportadores de oxigênio à base de ferro, como minério de ferro do Brasil (Carajás - CRJ), resíduos de ferro da indústria siderúrgica (Derramamento – DRM) e (Carepa - CRP), com também da mistura física do DRM com o resíduo da casca de ovo (DRM-RCO), para posterior aplicação no processo BCLG. Dessa forma, analisou-se o potencial energético do resíduo do algodão colorido (BRAC) através de técnicas de caracterizações como densidade aparente, análise imediata, poder calorífico e análise química elementar. Os transportadores de oxigênio foram avaliados por técnicas como Florescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), Granulometria a laser, Picnometria, Microscopia Eletrônica de Varredura por emissão de campo (MEV-FEG) com Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDX), Temperatura Programada de Redução (RTP), resistência mecânica, perda por atrito (Air Jate Index) e avaliação da reatividade por termogravimetria. Após às caracterizações, verificou-se que a biomassa BRAC é um potencial combustível pois apresentou características composicionais e energéticas promissoras para o processo BCLG. Como também, que o TO CRJ possuía propriedades físico-químicas apropriadas para ser avaliado no reator de leito fluidizado descontínuo – Reator Batch, sob condições semelhantes às de CLC, utilizando como gás combustível H2, CO e CH4 a diferentes temperaturas (850 °C, 900 °C e 950 °C). As partículas CRJ pós-Batch foram avaliadas por técnicas de caracterização: Resistência mecânica, AJI, DRX, MEV-FEG e análise da reatividade com H2 e CH4. Foi possível concluir que o transportador CRJ apresentou boa conversão do combustível e reatividade com H2, seguido do combustível CO e por fim, com CH4. Outrossim, não apresentou deposição de carbono e foi observado mínima perda por atrito durante 12h de operação, resultando em um tempo de vida útil de 12.030h. Após os testes no Reator Batch, o TO CRJ não apresentou problemas de aglomeração e desfluidização e manteve sua reatividade sob gás hidrogênio.Tese Síntese de heterojunções CaMoO4/g-C3N4 e avaliação de suas propriedades fotocatalíticas para degradação de corantes(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-08) Castro, Mário Andrean Macêdo; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; Motta, Fabiana Villela da; https://orcid.org/0000-0002-3523-737X; http://lattes.cnpq.br/9918299069511517; https://orcid.org/0000-0001-9016-4217; http://lattes.cnpq.br/9558299312183852; https://orcid.org/0000-0001-8971-8382; http://lattes.cnpq.br/9312824634888125; Paiva, Antônio Ernandes Macedo; Correa, Márcio Assolin; Tranquilin, Ricardo LuísO desenvolvimento de fotocatalisadores eficientes para a despoluição ambiental causada por corantes têxteis continua sendo um desafio a ser resolvido. Nesse sentido, a combinação de dois materiais formando heterojunções a fim de melhorar as características de ambos, e sua aplicação fotocatalítica surge como algo promissor. Neste trabalho, relata-se a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas de heterojunções CaMoO4/g-C3N4 (CMO/CN) tipo II, variando o tempo de síntese (entre 15 e 60 minutos) e a porcentagem molar do g-C3N4 (entre 40 e 70%). As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Difração de Raios X, Espectroscopia de Reflectância Difusa na região do UV-Visível, Espectroscopia Raman, Fotoluminescência, Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo, Espectroscopia de Fotoelétrons por Raios X, Isotermas de Adsorção-Dessorção de Nitrogênio e Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica. A atividade fotocatalítica das heterojunções CaMoO4/g-C3N4 foi avaliada na degradação dos corantes azul de metileno e violeta cristal sob irradiação de luz ultravioleta. Além disso, testes de reuso visando a estabilidade fotocatalítica, testes de sequestradores a fim de observar os radicais atuantes e testes sob irradiação de luz visível simulada e luz solar com a finalidade de analisar a influência da fonte de luz na eficiência de degradação foram executados.Tese Desenvolvimento de membranas cerâmicas de Fosfato Tricálcico e Hidroxiapatita com adição de Manganês via Tape Casting para regeneração óssea guiada(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-20) Cavalcanti, Luana Barbosa da Cruz; Acchar, Wilson; https://orcid.org/0000-0002-1193-754X; http://lattes.cnpq.br/0606365398778305; Ramalho, Eduardo Galvão; Alves, Hugo Plínio de Andrade; Marques, Sheyla Karolina Justino; Silva, Vamberto Monteiro daMateriais constituídos por cálcio e fósforo tem sido amplamente estudados por apresentarem semelhança química e biológica aos tecidos ósseos, além de serem osteocondutíveis, orientando células osteoblásticas ao promover neoformação óssea. Por apresentarem resistências mecânicas relativamente baixas, se faz necessário adicionar polímeros biocompatíveis que auxiliem na otimização da conformação desses materiais. Apesar de apresentarem boa resposta das células ao entrarem em contato com o osso, estudos indicam que a proliferação celular ocorre de forma lenta. Uma promissora alternativa para acelerar essa velocidade é a adição de elementos químicos como manganês, já que este é capaz de influenciar o metabolismo ósseo ao estimular a produção de osteoblastos, no início da osteogênese. Uma técnica bastante utilizada para a produção de filmes finos, planos e de espessura controlada é a Tape Casting. O uso deste método para o desenvolvimento de biomateriais permite um controle de porosidade, tamanho e formato dos poros, características fundamentais nas membranas de barreira. Neste trabalho, fitas cerâmicas à base de fosfato tricálcio e hidroxiapatita de pós comerciais e sintéticos com e sem a adição de manganês foram desenvolvidas através do método de Tape Casting a fim de avaliar qual material apresentava proliferação celular mais rápida e eficaz. Os pós-cerâmicos utilizados foram analisados através de Difração de Raio X. As suspensões foram caracterizadas através de ensaio reológico. As fitas foram caracterizadas através de análise térmica (ATG/ATD), difração de Raio X (DRX), grau de intumescimento, microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV- FEG), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), espectroscopia Raman, bioatividade e citotoxicidade. As análises realizadas buscaram avaliar o potencial dessas fitas para utilização como curativos ósseos para uma melhoria na atividade metabólica do osso. De acordo com o estudo reológico, foi observado o comportamento pseudoplástico, adequado para o processo de Tape Casting. Os pós cerâmicos apresentaram fases de βTCP, hidroxiapatita e óxido de manganês. O grau de intumescimento, a análise térmica e as imagens de MEV confirmaram a capacidade do material de osteocondução, pois foi possível observar a formação de precipitados de Ca e P ao longo dos dias. As amostras se mostraram resistentes à água e ao tratamento térmico, assim como apresentaram densa microestrutura. As análises de biocompatibilidade realizadas demonstraram excelentes respostas de bioatividade e não apresentaram toxicidade, o que é fundamental para a utilização em curativos ósseos para regeneração óssea guiada.Tese Estudo do efeito de pulsos elétricos no auto-reparo da liga pré-deformada AA7075 (Al-Zn-Mg-Cu): comportamento mecânico e evolução microestrutural(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-07) Oliveira, Juliano Augusto Medeiros de Menezes e; Nascimento, Rubens Maribondo do; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; https://orcid.org/0009-0006-1167-562X; http://lattes.cnpq.br/0420089049468798; Peres, Maurício Mhirdaui; Mashhadikarimi, Meysam; http://lattes.cnpq.br/9422624675887080; Jorge Júnior, Alberto; Buschinelli, Augusto José de AlmeidaNo passar dos últimos anos a pesquisa em materiais autorreparáveis ganha crescente atenção científica. À essa classe de materiais bioinspirados, engenheiros e cientistas se baseiam em mecanismos biológicos para projetar novos materiais com características únicas. Avanços nesse sentido são amplamente notados em diversas classes de materiais. Em específico aos materiais metálicos, o processamento por pulsos elétricos, ou EPT (Electropulsing Treatment), é uma nova abordagem de auto-reparo que cresce em importância no âmbito tecnológico. A aplicação de uma corrente controlada de densidade suficientemente alta, porém com baixa elevação da temperatura, gera um fluxo de elétrons com energia capaz de modificar a microestrutura, podendo promover o alívio de tensões, a redução de micro-rechupes e microtrincas ou mesmo a recristalização. Dada a importância de técnicas que aumentem da vida útil de componentes aeronáuticos, a proposta do presente trabalho é o estabelecimento de uma metodologia com o desenvolvimento de parâmetros adequados ao processo de auto-reparo via pulsos elétricos na liga de alumínio AA 7075 (Al-Zn-Mg-Cu). A análise composicional e das fases presentes foi efetuada via fluorescência de raios-X (FRX) e difração de raios-X (DRX). O comportamento mecânico e a geração de defeitos cristalinos foram avaliados previamente em corpos de provas usinados seguindo a norma ASTM E8, sob ensaios de tração interrompidos nas deformações de 60%, 70%, 80%, 90% e 95% relativo à ruptura, resultando no aumento das tensões de escoamento e redução da ductilidade. As amostras mais encruadas (90 e 95 % deformadas) foram tratadas via EPT com corrente de pico (Ip) de 400 A, com densidades de corrente de 23,5 A/mm2 e de 50 A/mm2, para corpos de prova de área de seção transversal de 17 mm2 e de 8 mm2, respectivamente. Uma condição extra envolveu Ip de 500 A e densidade de corrente 29,4 A/mm2. Essas amostras utilizaram corrente de base 0 A (I b ), tempo de pico (T p ) e tempo de base em 0,1 s (T b ), em um tempo total de tratamento de 7s, 14s e 21s. As amostras deformadas antes e após o EPT foram analisadas por ensaios de tração, cujos resultados comprovaram o aumento da ductilidade e a redução da tensão de escoamento com o maior período da corrente aplicada. As amostras deformadas à 95% da ruptura e tratadas por EPT com densidade de corrente de 50 A/mm2 foram analisadas via tensões residuais por DRX, comprovando o alívio de tensões residuais promovido pelo EPT em função do período de aplicação, concordando com o comportamento sob tração. Amostras entalhadas e deformadas para a geração de defeitos, foram submetidas às condições de EPT de Ip de 400 A com densidade de corrente de 80 A/mm2 , tb de 0,1 s e tempo de permanência em pico variando de 0,1 a 0,3 s. Os resultados mostraram que houve evidências microestruturais no fechamento total e parcial de microtrincas em micrografias observadas via microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), corroborando assim os resultados obtidos nos ensaios mecânicos e via tensão residual de raios x.Tese Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-29) Araújo, Andressa Galvão de; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/5134890528216134; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Araújo, Rísia AmaralNa atualidade, a busca por materiais de construção que promovam a eficiência energética em edifícios está se tornando cada vez maior, pois além de contribuírem para redução das emissões de gases do efeito estufa, eles também aumentam o conforto térmico e reduzem o consumo de energia. A substituição parcial de areia por agregados porosos, tais como a vermiculita expandida, apresentam grande potencial para modificação das propriedades térmicas das argamassas, com o melhoramento do isolamento térmico das construções. Contudo, agregados porosos também reduzem a resistência mecânica das argamassas. Para contornar essa dificuldade, aditivos plastificantes, tais como lignosulfonatos, podem ser empregados em conjunto com agregados porosos, para reduzir a água de amassamento das misturas, resultando em maiores resistências mecânicas e durabilidade das argamassas. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito sinérgico da adição combinada da vermiculita expandida com um plastificante à base de lignosulfonato em argamassas de revestimento. Foram preparadas argamassas com traço 1:3 em volume, com substituição de 0%, 25% e 50% de areia por vermiculita expandida e adição de 0 e 2% de lignosulfonato. As argamassas resultantes foram caracterizadas no estado fresco medindo-se o índice de consistência e a densidade de massa fresca. No estado endurecido, foram avaliados a densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios, módulo de elasticidade, resistência à compressão, tração na flexão e de aderência à tração. O isolamento térmico das argamassas foi avaliado medindo-se o gradiente de temperatura entre faces opostas de placas de argamassa de 26,5 x 20,0 por 1,5 cm de espessura. Observou-se que à medida que a concentração de vermiculita aumentou, a densidade das argamassas e suas resistências mecânicas diminuíram. A adição de 2% de plastificante na argamassa contendo 50% de vermiculita reduziu a quantidade de água de mistura, melhorando a resistência à compressão em 15% e à tração na flexão em 9%. O uso combinado de 50% de vermiculita e 2% de lignosulfonato resultou em um aumento do gradiente de temperatura entre as faces opostas das argamassas de 6,7 °C (argamassa com 0% de vermiculita e 0% de lignosulfonato) para 9,2 °C. Esse resultado confirma o efeito sinérgico da mistura vermiculita-lignosulfonato na formulação de argamassas com melhor efeito de isolação térmica e resistência mecânica adequada.Tese Avaliação microestrutural via EBSD das zonas parcialmente diluídas em revestimentos dissimilares de Aços ASTM A36 com as Ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 depositadas pelo processo MIG em camada única e dupla(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-27) Silva, William Constantino da; Nascimento, Rubens Maribondo do; Castro, Nicolau Apoena; http://lattes.cnpq.br/3740711945494961; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; http://lattes.cnpq.br/4700051436345648; Buschinelli, Augusto José de Almeida; Silva, Celina Leal Mendes da; Melo, Gudson Nicolau deA exploração de petróleo em águas ultraprofundas tem se intensificado com a descoberta da camada pré-sal. Diante desse cenário, o desenvolvimento e aprimoramento de materiais e componentes de engenharia tornam-se essenciais para enfrentar os novos desafios desse setor. Em particular, a vida útil em serviço e a resistência à corrosão de componentes e estruturas devem ser aprimoradas. Para alcançar esse objetivo, diversas iniciativas têm utilizado o revestimento por soldagem de ligas com propriedades especiais, como os aços inoxidáveis e as superligas de níquel, sobre aços estruturais. Contudo, a soldagem dissimilar pode gerar problemas, como a formação de regiões descontínuas de elevada dureza na região interfacial, conhecidas como Zonas Parcialmente Diluídas (ZPD). Nesse sentido, um estudo foi conduzido empregando ligas metálicas de elevada resistência à corrosão. A técnica de Microscopia Eletrônica por Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD) foi utilizada para caracterizar estas regiões interfaciais e avaliar de forma segura e aprofundada a microestrutura dos revestimentos produzidos. Para a realização desse estudo, arames-eletrodos das ligas AWS E 309L e AWS ER NiCrMo-3 — Inox 309L e Inconel 625 — foram utilizados como metais de adição depositados sobre placas de teste em aço ASTM A36. A soldagem MIG automatizada em camada única e dupla foi empregada. As características metalúrgico-mecânicas foram avaliadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (MEV-FEG) utilizando a técnica de Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (MEV-EDS) e Microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a Zona Termicamente Afetada (ZTA) teve sua microestrutura modificada e, consequentemente, sua microdureza diretamente relacionada com o modo de deposição do revestimento (camada única ou dupla). Em relação às ZPDs, estas foram observadas em diferentes morfologias, como praias, penínsulas e ilhas, com altos percentuais de ferro, cromo e níquel, resultando em alta microdureza e apresentando uma microestrutura tipicamente martensítica. Ao comparar os níveis de microdureza entre a deposição em camada única e em camada dupla, notou-se que a técnica de deposição em camada dupla foi mais eficaz em reduzir significativamente os valores de microdureza nas ZPDs e nas ZTAs dos componentes revestidos.Tese Influência da adição de níquel nas propriedades microestruturais e físico-mecânicas do compósito W-Cu-Ni(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-13) Oliveira, Gerlânea Silva de; Gomes, Uilame Umbelino; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; http://lattes.cnpq.br/9501673264848557; Lima, Maria José Santos; Silva, Ariadne de Souza; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Vitoriano, Jussier de Oliveira; Filgueira, MarcelloEste trabalho investiga a influência da adição de Níquel na microestrutura e nas propriedades mecânicas do compósito W-Cu. O tungstênio e seus compósitos, como o sistema tungstêniocobre (W-Cu) e tungstênio-cobre-níquel (W-Cu-Ni), têm atraído crescente interesse devido a suas excelentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. Esses materiais são particularmente relevantes para aplicações na eletroeletrônica, não apresentando toxidade, nem riscos ambientais. Diante disto, o presente trabalho estudou a influência da adição de níquel, em diferentes percentuais, nas propriedades microestruturais e físico-mecânicas do compósito WCu-Ni, obtidos por rotas diferentes, moagem de alta energia e redução, e sinterizados via Sinterização por Plasma Pulsado – SPS e em forno Resistivo Tubular. Foram avaliados também os efeitos de variáveis das etapas de processamento nas propriedades dos compósitos W-CuNi. Para obtenção dos pós, foram misturadas as seguintes composições dos pós iniciais W70%p. Cu30%p.Ni0%p., W70%p.Cu28%p. Ni2%p. e W70%p. Cu25%p. Ni5%p., que posteriormente, foram moídos em um moinho planetário de alta energia, durante 10 horas. E, para a redução, foram misturados o APT e os nitratos de cobre e níquel sob agitação magnética em meio úmido, com álcool etílico, durante 30 minutos a temperatura de 60º C. A sinterização foi realizada através de SPS, nas temperaturas de 900 ºC e 1000 ºC, e, em forno resistivo, com fluxo de gás argônio e hidrogênio, nas temperaturas de 1100°C e 1200ºC. Os pós de partida (W, Cu e Ni) e os moídos, nas proporções citadas anteriormente, foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Após a sinterização, as amostras foram caracterizadas por MEV, EDS, medidas de densidade e microdureza. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura e do EDS, revelaram que a moagem de alta energia por 10 horas e a redução dos precursores foi suficiente para obter o compósito com boa homogeneidade e livre de impurezas. Os difratogramas de DRX mostraram os picos das fases características do compósito. Os compactados sinterizados apresentaram densidades variando de 64.8% a 99.98%, e microdureza de 156.4 HV a 418.46 HV. A amostra de composição CM -2 (W70%p.Cu28%p.Ni2%p.) sinterizada a 1000 ºC via SPS apresentou maior valor de densidade (86,27%) e maior valor de microdureza (371,4 HV), e a amostra de composição CR -2 (W70%p.Cu28%p.Ni2%p.) sinterizada a 1200 ºC em forno resistivo apresentou maior valor de densidade (99.98%) e maior valor de microdureza (418.46HV), consequentemente menor porosidade, também revelada pela micrografia que, mostra partículas uniformemente distribuídas e uma microestrutura homogênea em termos de forma e tamanho de grão . Desta forma, a adição de pequenas quantidades de níquel e o aumento da temperatura de sinterização influenciou de forma positiva nas propriedades mecânicas do compósito em estudo.Tese Sinterização a plasma e propriedades de ligas Ni-Cr endurecidas por dispersão de óxidos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-15) Pereira, Fábio Gustavo Lima; Nascimento, Rubens Maribondo do; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; http://lattes.cnpq.br/0700379437767569; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Gomes, Uilame Umbelino; Binder, Cristiano; Lourenço, Jorge MagnerLigas reforçadas por dispersão de óxidos (ODS) são conhecidas pelo elevado potencial de aplicação como materiais estruturais em sistemas de geração de energia ou na industria petroquímica devido, principalmente, a sua microestrutura altamente estável e à elevada resistência à fluência. Essas características estão associadas a presença de uma alta densidade de discordâncias e de contornos de grão que são efetivamente ancorados por partículas de óxidos ultrafinas, dispersas ao longo da microestrutura desses materiais. No presente estudo, ligas ODS à base de Níquel foram processadas via moagem de alta energia (MAE), por 1 e 2 horas. Os pós moídos foram compactados à 600 MPa e, posteriormente, sinterizados em forno tubular e em forno à plasma em regime anormal a temperaturas de 1000 ∘C, 1100 ∘C, 1150 ∘C e 1200 ∘C. Ligas Ni-Cr com as composições Ni-20Cr, Ni-20%Cr-1,2%𝑌2𝑂3 e Ni-20Cr1,2%𝑌2𝑂3-5%𝐴𝑙2𝑂3 foram desenvolvidas e caracterizadas. Foram investigados os efeitos da composição e dos parâmetros de processamento: tempo de moagem, temperatura e tempo de sinterização nas características microestruturais, na densidade e na microdureza dos pós moídos e das ligas consolidadas. Os aspectos microestruturais das ligas sinterizadas foram analisados através das técnicas Electron Backscatter Diffraction (EBSD), difração de raios-X e espectroscopia por energia dispersiva (EDS), já as propriedades mecânicas foram avaliadas usando ensaio de microdureza Vickers e a densidade através do princípio de Arquimedes. Maiores temperaturas de sinterização proporcionaram a obtenção de ligas com maior microdureza e densidade (7,181 g/𝑐𝑚3 e 260 HV, 7,09 g/𝑐𝑚3 e 255 HV, para amostras sinterizadas em forno tubular e à plasma, respectivamente). A adição de 1,2% de 𝑌2𝑂3 a matriz de Ni-20Cr reduziu significativamente o tamanho de grão da liga. Maior microdureza foi encontrada para liga com composição Ni-20%Cr-1,2%𝑌2𝑂3-5%𝐴𝑙2𝑂3 (339 HV) e foi atribuída ao efeito combinado dos mecanismos de endurecimento por dispersão e por transferência de carga. Todos os aspectos microestruturais e de propriedades mecânicas sugerem que os processos de sinterização a plasma em regime anormal e em forno tubular são similares.Tese Resistência e tolerância ao dano em laminados carbono/epóxi com layup tradicional e layup double-double sob impacto de baixa velocidade(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-02) Targino, Talita Galvão; Melo, José Daniel Diniz; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; http://lattes.cnpq.br/8019648460513506; Cimini Júnior, Carlos Alberto; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Vignoli, Lucas LisbôaA otimização de estruturas de materiais compósitos, com redução de tempo e custos de fabricação, diminuição de peso e melhoria de propriedades mecânicas, tem grande importância tecnológica e, consequentemente, tem sido objeto de muitos estudos. O presente trabalho estuda o comportamento mecânico de dois laminados de fibra de carbono/epóxi (AS4/8552) com rigidez no plano e espessura equivalentes, mas sequência de empilhamento distintas: um laminado [±0/±55]3T, do tipo double-double (DD) [±/±]n, e outro quadriaxial tradicional (QUAD) [03/90/±45]S. As propriedades mecânicas dos laminados foram avaliadas em ensaios de compressão uniaxial, de impacto de baixa velocidade com três níveis nominais de energia (30 J, 45 J e 74 J) e de compressão após impacto (CAI). Adicionalmente, avaliouse os mecanismos de dano através de tomografias computadorizadas de raios-x e foi proposto um modelo matemático para a resistência residual dos laminados. Por este modelo matemático, verificou-se que a resistência residual dos laminados pode ser relacionada à área delaminada, apesar da distribuição do dano ocorrer de forma diferente entre os laminados avaliados. Em última análise, verificou-se que as propriedades mecânicas dos dois laminados foram semelhantes, o que corrobora com a possibilidade de utilização de laminados DD em substituição aos tradicionais QUAD, com vantagens como, facilidade de fabricação, menor peso, homogeneização e otimização de sequência de empilhamento.