TCC - Engenharia de Materiais
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ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia de Materiais
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Navegando TCC - Engenharia de Materiais por Autor "Orientação"
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Item Adaptação de Controladores em um Rotofiador para o Ajuste de Parâmetros na Produção de Fibras(2021) Harka, Nathielle Lopes; OrientaçãoA rotofiação é um método utilizado para obtenção de fibras de diferentes tipos de materiais, possibilitando suas aplicações em segmentos como a de filtração, isolamento térmico e acústico e para a engenharia de tecidos. Além disso, a técnica oferece inúmeras vantagens em relação a outros métodos de produção de fibras, como por exemplo, uma maior taxa de produção, fácil implementação, não requer campos elétricos de alta tensão e ainda permite o controle da morfologia de fibras ajustando-se algumas variáveis do processo. Com base nessas observações, este trabalho teve como objetivo arquitetar um rotofiador possuindo parâmetros ajustáveis a partir de um equipamento básico empregado na produção de algodão doce. Esse tipo de equipamento é portátil, possui baixo custo e é de fácil operação. Para isso, foi modificado a sua estrutura e parte elétrica, sendo adaptado com sucesso controladores de temperatura e velocidade de rotação. Com um baixo orçamento, foi possível desenvolver um rotofiador funcional possuindo parâmetros ajustáveis e potencial para processar diferentes materiais. Em um teste preliminar com sacarose granulada, realizado apenas para verificação de funcionamento do equipamento e atestar a sua capacidade de produzir fibras, foi observado que tanto a temperatura como a velocidade de rotação exercem uma grande influência no processo. Quando esses parâmetros não estão alinhados, além de ocorrer perda de material por ejeção as fibras podem não se formar adequadamente, apresentando muitos grumos. Com o rotofiador finalizado e em pleno funcionamento, agora é possível prosseguir com os estudos para um maior entendimento da influência desses parâmetros na formação de fibras a partir de testes sistemáticos com diferentes materiais.Item Avaliação da Influência da Incorporação da Cana-de-Açúcar Quimicamente Modificada nas Propriedades Químicas, Térmicas, Morfológicas e Dinâmico-Mecânicas na Borracha Natural(2022) Britez, Bruno Luan Pecorari; OrientaçãoA incorporação de produtos naturais em substituição total/parcial a produtos sintéticos vem se tornando uma alternativa tanto do ponto de vista ambiental como econômico. Portanto este trabalho tem como objetivo realizar a avaliação da influência da incorporação de resíduo de cana-de-açúcar modificada (DCM) nas proporções de 1, 3, 5, 7 e 10 partes por cem de borracha (phr) como substituto ao óleo naftênico na borracha natural nas propriedades químicas, físicas, morfológicas e dinâmico-mecânicas. A cana-de-açúcar modificada através do processo de silanização teve como finalidade de melhorar a incorporação do material à borracha, assim como a dispersão e as propriedades finais. A incorporação da cana-de-açúcar promoveu um aumento da densidade de ligações cruzadas do composto 3 e 7 phr enquanto os demais permaneceram menores e próximos à amostra padrão, verificado pelo ensaio de reometria. O platô da degradação térmica por termogravimetria é principalmente influenciado pela menor estabilidade térmica da cana-de-açúcar do que o grau de reticulação. Na análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) se observa uma boa homogeneidade para todas as concentrações de DCM com uma porosidade superficial estimada similar para as amostras controle NR e 10 phr enquanto maiores valores (e similares) para as demais amostras (1, 3, 5 e 7 phr). Essa porosidade não tem influência nas propriedades dinâmico-mecânicas e demonstra que o resultado é mais diretamente dependente da quantidade de cana-de-açúcar e da densidade de reticulação. No domínio vítreo, a maior influência é da cana-de-açúcar enquanto que no domínio elastomérico a maior influência é da reticulação química. Em suma, a substituição do óleo naftaléico pela cana-de-açúcar se mostra uma excelente alternativa nas propriedades analisadas.Item Caracterização Térmica, Mecânica e Dinâmico-Mecânica de Poliuretanos Biocompatíveis com Memória de Forma(2022) Fernando, Kananda Pereira; OrientaçãoO uso de molas descartáveis de Guglielmi para procedimentos de embolização endovascular para tratamento de aneurismas intracranianos é uma alternativa às cirurgias de clipagem, à qual reduz o risco de morte dos pacientes durante a cirurgia por ser um procedimento menos invasivo. No entanto, sua utilização vem apresentando baixas taxas de sucesso devido à oclusão incompleta dos aneurismas saculares. Em busca de novas alternativas de materiais a serem utilizados em tais procedimentos, este trabalho visa caracterizar as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e mecânicas de poliuretanos biocompatíveis com memória de forma para este tipo de aplicação. Este trabalho reutilizou os dados produzidos e disponibilizados por Fisher et al. no artigo “Thermomechanical data of polyurethane shape memory polymer: Considering varying compositions”, com o intuito de complementar o trabalho realizado por Kunkel et al. no artigo “Synthesis and characterization of bio-compatible shape memory polymers with potential applications to endovascular embolization of intracranial aneurysms”, em que amostras poliuretano foram obtidas por meio da síntese dos monômeros diisocianato de hexametileno (HDI), etilenodiamino-N,N,N',N'-tetra-2-propanol (HPED) e trietanolamina (TEA), com diferentes proporções. Após a síntese, as amostras foram submetidas a diversos ensaios. Os dados dos ensaios térmico de termogravimetria (TGA), dinâmico-mecânico (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e de tração foram reutilizados neste trabalho para a caracterização das propriedades das amostras com o objetivo de realizar uma interpretação da relação estrutura vs propriedade dos materiais das amostras, trazendo uma abordagem diferente da apresentada pelo trabalho já existente.Item Comparação de Ligas Comerciais de Zinco através de Análises Mecânica e Microestruturais(2022) Wen, Chang Yau; OrientaçãoO fecho do zíper, cujo principal componente se denomina cursor, é um dispositivo introduzido na vida diária das pessoas e são utilizados em muitas aplicações. A principal matéria prima dos cursores é composta por zinco, em destaque a liga comercial Zamac (ligas Zn-Al-Mg-Cu). São elas ligas hipoeutéticas de Zn-Al com teores de alumínio aproximadamente 4% em peso e, de acordo com sua composição, são identificados por números como, por exemplo: Zamac 3 e Zamac 5. Através da fundição dos lingotes da liga Zamac passando pelo processo de fundição sob pressão os cursores são moldados. Neste trabalho, foram realizados estudos de comparação acerca de liga de zinco com origem chinesa (ZC) utilizada na indústria de zíper, com duas ligas de produção brasileira, Zamac 3 (Z3) e 5 (Z5). As amostras das tais ligas foram comparadas através de caracterizações microestruturais e análise mecânica. As técnicas utilizadas foram: Metalografia utilizando Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por energia dispersiva (EDS), Difração de raios-x (DRX) e ensaio de dureza por rebote. Assim, foi possível identificar, em todas as amostras, presença de fases primaria de Zn (η) envolvidas pela fase eutética (η + α). A amostra Z5 apresentou maior dureza e microestrutura fina e distribuída em relação as outras duas. As ligas de zinco chinesa e Zamac 3 apresentaram resultados similares, podendo indicar uma possível substituição futuramente.Item Desenvolvimento de um Tribometro do Tipo Pino sobre Disco de Baixo Custo para Estudo de Desgaste do Par Tribológico Aço Médio Carbono/ Lixa de AL2O3(2022) Luzia, Lucas Moreira; OrientaçãoOs estudos de tribosistemas possuem grande importância na indústria, pois a utilização dos conhecimentos e tecnologias atuais neste tema podem gerar economia significativa no mundo todo. Os principais mecanismos de desgaste encontrados em ambientes industriais são abrasão e adesão. A dureza e a microestrutura dos materiais são propriedades que influenciam esses mecanismos de desgaste. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo sobre o desgaste por deslizamento do aço SAE 1045 sob lixas de Al2O3 com diferentes tamanhos de grãos utilizando um protótipo de um tribômetro do tipo pino sobre disco desenvolvido para este estudo. Para isto, foi construído um equipamento que seja capaz de promover o contato constante, durante os ensaios, entre o material analisado e o disco do aparelho, a fim de provocar e avaliar o desgaste gerado. Em seguida, pinos de aço SAE 1045 foram atritados sob um disco revestido com Al2O3 com granulometrias de 80, 120 e 400 mesh com rotação de 177 rpm e uma força de 2,772 N durante 3:30 horas. Por meio de microscopia ótica e utilizando uma balança digital de alta precisão, foi possível observar desgaste do par tribológicos supracitado. Foram observadas trilhas de desgaste no pino e, após 210 minutos de ensaio, uma variação mássica de 8,16%, 5,56% e 0,19% quando utilizado as lixas de P80, P120 e P400, respectivamente.Item Estudo das propriedades físico-químicas de nanocristais de celulose após reação de oxidação utilizando N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO)(2020-11-18) Iscuissati, Vitor de Barros; OrientaçãoOs nanocristais de celulose (CNC) vêm sendo utilizados em diversas áreas devido as características atrativas que apresentam como baixo custo, disponibilidade, biocompatibilidade, ótimas propriedades mecânicas e funcionalidade de sua superfície. A funcionalização via oxidação utilizando o reagente N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) é um dos tratamentos mais eficazes e bastante discutido na literatura. Através desse reagente é possível a modificação seletiva da superfície da celulose, oxidando álcoois primários e secundários em condições brandas e tempo reacional reduzido. O princípio básico deste pré-tratamento consiste na oxidação de fibras de celulose através da adição de NaClO na presença de quantidades catalíticas de TEMPO e NaBr em pH 10-11, à temperatura ambiente. O objetivo deste trabalho foi funcionalizar os nanocristais de celulose (CNC) com o reagente TEMPO e caracterizar os materiais obtidos, a fim de investigar possíveis aplicações. A funcionalização foi realizada alterando os parâmetros de massa para o TEMPO e brometo de sódio (NaBr), obtendo-se três materiais: CNCm1, CNCm2 e CNCm3. Os materiais obtidos foram caracterizados utilizando as técnicas de difração de raios X (DRX), de termogravimetria (TG) e de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR). Por meio da difração de raios X foi possível observar que a modificação superficial dos CNC não trouxe alterações significativas na cristalinidade do material. A análise térmica realizada para amostras indicou que houve uma redução na temperatura de início de degradação do material após a reação de oxidação, de 255 °C (CNC) para 230 °C (CNCm2) e um aumento na quantidade residual de carbono para CNCm2 em 17%. Com a análise de FTIR pôde-se concluir que foi obtida a esterificação da superfície dos nanocristais de celulose com TEMPO, principalmente para a amostra CNCm3 em que foi observada a presença de uma banda em torno de 1737 cm-1, atribuída ao estiramento da carbonila do grupo éster. Os CNC obtidos apresentaram características padrões desta partícula, evidenciando que a reação de isolamento e de modificação superficial dos CNC não conferiu nenhum dano à estrutura deste material. Além disso, a reação de esterificação do CNC foi obtida com sucesso utilizando a metodologia com maiores teores de TEMPO e brometo de sódio.Item Fotoeletrodos à Base de Tio2/y2o3:Tr para Utilização em Células Fotoeletroquímicas(2022) Godoy, Jazmin Magali Decclesiis; OrientaçãoCom a constante evolução das formas de energia alternativas destaca-se a energia solar, uma das formas de converter energia solar em energia elétrica é por meio de células solares fotoeletroquímicas, tais como as células solares sensibilizadas por corantes. Neste trabalho propõe-se filmes de TiO2 modificados com Y2O3 dopados com íons terras raras (TR) Eu3+ e Ce3+. Os fotoânodos são preparados por meio da mistura da pasta comercial de TiO2 com 2 e 4% em peso de Y2O3:3%Eu:0,1%Ce e Y2O3:3%Eu:1%Ce, foram feitos filmes mediante espalhamento mecânico sob substratos de óxido de estanho dopado com flúor. Em seguida os filmes foram tratados termicamente a 450° por 30 min. Os resultados de difração de raios X mostram a presença das fases de TiO2 (anatase) e de Y2O3, sem outras fases secundárias. Os resultados de curva corrente-potencial e espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que os fotoânodos com presença de Y2O3:TR apresentam eficiência () superior aos com apenas TiO2 puro ( = 4,5%). Especificamente, tem-se para os filmes com 2% de Y2O3:3%Eu:1%Ce e os filmes com 2 e 4% Y2O3:3%Eu:0,1%Ce, apresentam eficiência () de 6,3, 5,1 e 5,2%, respectivamente. Isto pode ser atribuído a redução da recombinação de elétrons na interface e no aumento no transporte de carga nos filmes constituídos pela mescla dos semicondutores.