TCC - Engenharia de Materiais

URI Permanente para esta coleção

https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/4349

ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia de Materiais

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 30

Preparação de óxido de grafeno através do processo de esfoliação eletroquímica com ácido cítrico
(2025-06-02) Baron, Duban Fernei Bravo
O objetivo deste trabalho foi estudar e fabricar óxido de grafeno por meio do processo de esfoliação eletroquímica utilizando ácido cítrico como uma alternativa sustentável e ecológica, visando sua aplicabilidade como suporte catalítico. Foram utilizadas concentrações de 0,5; 1,0 e 1,5 mol·L⁻¹, com hastes de grafite extraídas de pilhas (AA) descartadas. Os principais resultados indicam que não foi possível obter óxido de grafeno. No entanto, foi possível caracterizar partículas de grafite parcialmente oxidadas, com superfícies rugosas, presença de grupos funcionais (O–H, C–O) e camadas grafíticas empilhadas. O ácido cítrico, por ser um ácido fraco — ou seja, com baixa concentração de íons ou espécies intercalantes —, não proporcionou uma expansão e intercalação eficientes entre as camadas do grafite, mesmo na concentração de 1,5 mol·L⁻¹. Resumen El objetivo de este trabajo fue estudiar y sintetizar óxido de grafeno mediante el proceso de exfoliación electroquímica utilizando ácido cítrico como una alternativa sostenible y ecológica, con el objetivo de aplicarlo como soporte catalítico. Se utilizaron concentraciones de 0,5; 1,0 y 1,5 mol·L⁻¹, empleando varillas de grafito extraídas de pilas AA desechadas. Los principales resultados indican que no fue posible obtener óxido de grafeno. Sin embargo, se logró caracterizar partículas de grafito parcialmente oxidadas, con superficies rugosas, presencia de grupos funcionales (O–H, C–O) y capas grafíticas apiladas. El ácido cítrico, al ser un ácido débil —es decir, con baja concentración de iones o especies intercalantes— no proporcionó una expansión ni una intercalación eficiente entre las capas del grafito, incluso a una concentración de 1,5 mol·L⁻¹.
Aprendizado profundo aplicado à predição da irradiância solar por meio do método híbrido de predição
(2025-03-13) Souza, Gustavo Campoi de
A predição da irradiância solar é essencial para otimizar sistemas fotovoltaicos e mitigar a intermitência da geração solar na rede elétrica. Este estudo avalia e compara a acurácia do Método Híbrido de Predição (MHP) utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA) MultiLayer Perceptron (MLP) e duas arquiteturas de Aprendizado Profundo (Deep Learning): Redes Neurais Recorrentes (RNN) e Long Short-Term Memory (LSTM). O objetivo é verificar se modelos que capturam dependências temporais (RNN e LSTM) proporcionam maior acurácia preditiva em comparação à RNA convencional do MHP. Os experimentos foram realizados com dados de irradiância solar e imagens all-sky (180°) coletados entre 2014 e 2016, considerando três horizontes de predição (1, 5 e 15 minutos). Foram aplicadas validação cruzada de 3-folds e otimização Bayesiana para ajuste de hiperparâmetros. A acurácia foi avaliada pelas métricas RMSE, MAE e R². Os resultados indicam que a RNA obteve o menor RMSE médio geral (70,42), enquanto RNN apresentou o maior erro médio (75,5). Apesar da pequena vantagem da RNA, o teste estatístico de Friedman revelou que as diferenças de desempenho entre os modelos avaliados não são estatisticamente significativas (p > 0,05). As principais contribuições do estudo incluem: (i) demonstrar que modelos mais simples (RNA) podem alcançar acurácia semelhante a arquiteturas mais robustas (RNN e LSTM), evitando custos computacionais elevados; (ii) reforçar a importância do pré-processamento de imagens all-sky do MHP, que pode reduzir a necessidade de redes recorrentes; e (iii) fornecer um protocolo experimental estruturado para avaliação de modelos de predição de irradiância solar. Estudos futuros podem explorar modelos híbridos, diferentes horizontes temporais e abordagens baseadas em Transformers para aprimorar a eficácia do MHP. Resumen La predicción de la irradiancia solar es esencial para optimizar los sistemas fotovoltaicos y mitigar la intermitencia de la generación solar en la red eléctrica. Este estudio evalúa y compara la precisión del Método Híbrido de Predicción (MHP) utilizando Redes Neuronales Artificiales (RNA) MultiLayer Perceptron (MLP) y dos arquitecturas de Aprendizaje Profundo (Deep Learning): Redes Neuronales Recurrentes (RNN) y Long Short-Term Memory (LSTM). El objetivo es verificar si los modelos que capturan dependencias temporales (RNN y LSTM) proporcionan una mayor precisión predictiva en comparación con la RNA convencional del MHP. Los experimentos se realizaron con datos de irradiancia solar e imágenes all-sky (180°) recopilados entre 2014 y 2016, considerando tres horizontes de predicción (1, 5 y 15 minutos). Se aplicaron validación cruzada de 3 particiones (3-folds) y optimización Bayesiana para el ajuste de hiperparámetros. La precisión se evaluó mediante las métricas RMSE, MAE y R². Los resultados indican que la RNA obtuvo el RMSE promedio más bajo (70,42), mientras que RNN presentó el mayor error promedio (75,5). A pesar de la ligera ventaja de la RNA, la prueba estadística de Friedman reveló que las diferencias de rendimiento entre los modelos no son estadísticamente significativas (p > 0,05). Las principales contribuciones del estudio incluyen: (i) demostrar que modelos más simples (RNA) pueden lograr una precisión similar a arquitecturas más complejas (RNN y LSTM), evitando altos costos computacionales; (ii) reforzar la importancia del preprocesamiento de imágenes all-sky en el MHP, lo que puede reducir la necesidad de redes recurrentes; y (iii) proporcionar un protocolo experimental estructurado para la evaluación de modelos de predicción de irradiancia solar. Estudios futuros pueden explorar modelos híbridos, diferentes horizontes temporales y enfoques basados en Transformers para mejorar la eficacia del MHP.
Influência da adição de chamote na formulação de pastas geopoliméricas à base de metacaulim
(2025) Ferreira Junior, Leonardo
A procura por materiais de construção que combinem sustentabilidade e alto desempenho tem se intensificado nos últimos anos, motivada pela urgência em minimizar os impactos ambientais, como os decorrentes da fabricação do cimento Portland, responsável por cerca de 8% das emissões globais de CO₂. Nesse contexto, os geopolímeros emergem como uma alternativa promissora, pois podem ser produzidos a partir de resíduos industriais, como cinzas volantes e escórias de alto-forno, contribuindo para a economia circular e a redução do descarte inadequado de resíduos sólidos. Dentre esses subprodutos, temos o chamote (CM), gerado a partir da quebra de materiais cerâmicos em linha de produção, como as de blocos, telhas e porcelanatos. Esse material, um rejeito sinterizado, pode ser reintroduzido na formulação como matéria-prima (MP) secundária, reduzindo o descarte de materiais beneficiados. Além de mitigar os desperdícios, o chamote é empregado para melhorar a resistência mecânica de peças cerâmicas no estado a verde e após a sinterização, como em casos que necessitem reduzir a retração das peças durante a secagem e/ou queima. Esse subproduto pode apresentar propriedades como elevada estabilidade térmica, dureza e baixa absorção de água, especialmente quando proveniente de indústrias de porcelanato, com sua granulometria e refratariedade variando conforme a origem. Atualmente o Brasil é um dos maiores produtores mundiais de cerâmicas, com 8,15 bilhões de blocos/telhas e 470.550 toneladas de outros produtos por ano (ANICER, 2023). É o terceiro maior em revestimentos cerâmicos, representando 6% do PIB da construção (ANFACER, 2025), mas enfrenta perdas de até 14% no processo, como a produção de cerâmicas vermelhas que gera ~7.500 toneladas anuais de resíduos (chamote) (Queiroz Neto et al., 2016). Diante desse cenário, o estudo buscou avaliar a influência da adição de chamote de porcelanato esmaltado nas propriedades mecânicas e microestruturais de pastas geopoliméricas à base de metacaulim, silicato de sódio e hidróxido de sódio. Para as análises foram produzidos corpos de prova cúbicos de arestas de 50mm, sendo confeccionados três corpos de prova (CP’s) para cada formulação. Cada traço variou sua fórmula através da substituição de metacaulim por chamote entre 0%, 20%, 30%, 70% e 80%. As amostras foram caracterizadas por meio de ensaios de compressão, difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Os resultados revelaram uma distribuição granulométrica de 35,67 ± 13,65 μm para o chamote moído utilizado, além de uma resistência à compressão atrativa (40–50 MPa) para as formulações com 20% e 30% de chamote, comparável à do cimento Portland convencional. A análise de DRX identificou halos amorfos e fases cristalinas bem definidas de quartzo nas matérias primas precursoras, enquanto a MEV mostrou uma microestrutura densa e homogênea no CP confeccionado com 20% de chamote. A ativação alcalina da fase cristalina do chamote foi sugerida pelo abaulamento dos cantos vivos das partículas evidenciadas no MEV, demonstrando seu potencial como material alternativo para a produção de geopolímeros de alto desempenho. Esses resultados contribuem para a ecoeficiência dos materiais, promovendo a economia circular na indústria da construção civil e de revestimentos cerâmicos, além de reduzir o descarte inadequado de resíduos industriais. Resumen La demanda de materiales de construcción que combinen sostenibilidad y alto rendimiento se ha intensificado en los últimos años, motivada por la urgencia de minimizar los impactos ambientales, como los derivados de la fabricación del cemento Portland, responsable de alrededor del 8% de las emisiones globales de CO₂. En este contexto, los geopolímeros emergen como una alternativa prometedora, pues pueden ser producidos a partir de residuos industriales, como cenizas volantes y escorias de alto horno, contribuyendo a la economía circular y a la reducción del descarte inadecuado de residuos sólidos. Entre estos subproductos, se encuentra la chamota (CM), un subproducto generado a partir de la rotura de materiales cerámicos en líneas de producción, como las de bloques, tejas y baldosas. Este material, un rechazo sinterizado, puede ser reintroducido en la formulación como materia prima secundaria, reduciendo la eliminación de materiales procesados. Además de mitigar los desperdicios, la chamota se emplea para mejorar la resistencia mecánica de piezas cerámicas, en estado verde y después de la sinterización, además de reducir la contracción durante las etapas de secado y sinterización. Este subproducto puede presentar propiedades como elevada estabilidad térmica, dureza y baja absorción de agua, especialmente cuando proviene de industrias de porcelanato, con su granulometría y refratariedad variando según el origen. Actualmente, Brasil es uno de los mayores productores mundiales de cerámicas, con 8.150 millones de bloques/tejas y 470.550 toneladas de otros productos al año (ANICER, 2023). Es el tercer mayor productor de revestimientos cerámicos, representando el 6% del PIB de la construcción (ANFACER, 2025), pero enfrenta pérdidas de hasta el 14% en el proceso, como en la producción de cerámicas rojas que genera ~7.500 toneladas anuales de residuos (chamota) (Queiroz Neto et al., 2016). Ante este panorama, el estudio buscó evaluar la influencia de la adición de chamota de porcelanato esmaltado en las propiedades mecánicas y microestructurales de pastas geopoliméricas a base de metacaolín, silicato de sodio e hidróxido de sodio. Para los análisis se produjeron probetas cúbicas de aristas de 50 mm, elaborándose tres probetas (CPs) para cada formulación. Cada dosificación varió su composición mediante la sustitución de metacaolín por chamota entre 0%, 20%, 30%, 70% y 80%. Las muestras fueron caracterizadas mediante ensayos de compresión, difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía de dispersión de energía (EDS). Los resultados revelaron una distribución granulométrica de 35,67 ± 13,65 μm para la chamota molida utilizada, además de una resistencia a la compresión atractiva (40-50 MPa) para las formulaciones con 20% y 30% de chamota, comparable a la del cemento Portland convencional. El análisis de DRX identificó halos amorfos y fases cristalinas bien definidas de cuarzo en las materias primas precursoras, mientras que el MEB mostró una microestructura densa y homogénea en la probeta elaborada con 20% de chamota. La activación alcalina de la chamota en la pasta fue sugerida por el redondeamiento de los bordes vivos evidenciado en las partículas en el MEB, demostrando su potencial como material alternativo para la producción de geopolímeros de alto desempeño. Estos resultados contribuyen a la ecoeficiencia de los materiales, promoviendo la economía circular en la industria de la construcción civil y de revestimientos cerámicos, además de reducir el descarte inadecuado de residuos industriales.
Síntese e caracterização de HAp e AgVO₃ e sua incorporação em filamentos compósitos HAp/PLA dopados com AgVO₃
(2025) Cibils, Silene Zandonai
A crescente demanda por materiais biocompatíveis tem impulsionado as pesquisas na área de biomateriais para aplicação em engenharia de tecidos ósseos visando tanto o sucesso da regeneração do tecido que e dependente da osteointegracao quanto a sobrevivência longa dos implantes que depende da prevenção de infecções bacterianas. Nesse contexto, este trabalho investiga a síntese e caracterização da hidroxiapatita (HAp) e do vanadato de prata (AgVO.) visando a formulação de um compósito incorporado em filamentos de poli (acido-lático) (PLA), com potencial aplicação em biomateriais para engenharia de tecidos e implantes. A HAp foi sintetizada pelo método de precipitação e calcinada a 800 ‹C e 1140 ‹C, resultando, respectivamente, em uma fase hexagonal estequiométrica e uma fase monoclinica. A difração de raios X (DRX) confirmou a transição estrutural, enquanto a microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou a morfologia e aumento no tamanho e grau de aglomeração das partículas com o incremento da temperatura de calcinação, o que aponta para uma maior estabilidade e bioatividade da HAp a 800 ‹C. O vanadato de prata foi obtido em condições controladas de 25 ‹C e 60 ‹C, demonstrando influencia da temperatura na estabilidade das fases ƒ¿-AgVO. (metaestável) e ƒÀ-AgVO. (estável). A fase ƒÀ-AgVO. apresentou morfologia de nanofios, sugerindo aprimoramento da atividade antimicrobiana. A espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS) confirmou a composição química e pureza das amostras sintetizadas. O filamento compósito de HAp/PLA dopado com AgVO. foi processado e obtido por extrusao e a microestrutura revelada por MEV mostrou que a HAp esta dispersa na matriz de PLA, todavia apresentando baixa aderência e um certo grau de aglomeração na matriz do filamento compósito. Os resultados indicam que a síntese e caracterização dos materiais foram bem sucedidas, permitindo a obtenção de HAp e AgVO. com estruturas cristalinas e propriedades morfológicas desejadas indicando potencial uso em biomateriais compósitos para regeneração do tecido ósseo. Resumen The growing demand for biocompatible materials has driven research in the field of biomaterials for bone tissue engineering applications, aiming at both the success of tissue regeneration, which depends on osteointegration, and the long-term survival of implants, which depends on the prevention of bacterial infections. In this context, this work investigates the synthesis and characterization of hydroxyapatite (HAp) and silver vanadate (AgVO₃) for the formulation of a composite incorporated into poly(lactic acid) (PLA) filaments, with potential applications in biomaterials for tissue engineering and implants. HAp was synthesized by the precipitation method and calcined at 800°C and 1140°C, resulting in a stoichiometric hexagonal phase and a monoclinic phase, respectively. X-ray diffraction (XRD) confirmed the structural transition, while scanning electron microscopy (SEM) revealed the morphology and an increase in the size and degree of agglomeration of the particles with increasing calcination temperature, which indicates greater stability and bioactivity of HAp at 800°C. Silver vanadate was obtained under controlled conditions of 25°C and 60°C, demonstrating the influence of temperature on the stability of the α-AgVO₃ (metastable) and β-AgVO₃ (stable) phases. The β-AgVO₃ phase exhibited nanowire morphology, suggesting an enhancement in antimicrobial activity. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) confirmed the chemical composition and purity of the synthesized samples. The AgVO₃-doped HAp/PLA composite filament was processed and obtained by extrusion and the microstructure revealed by SEM showed that HAp is dispersed in the PLA matrix, although with low adhesion and some degree of agglomeration in the composite filament matrix. The results indicate that the synthesis and characterization of the materials were successful, allowing the production of HAp and AgVO₃ with the desired crystalline structures and morphological properties, indicating potential use in composite biomaterials for bone tissue regeneration.
Estudo do uso da erva-mate pós-consumo como catalisador livre de metal na geração de hidrogênio a partir da metanólise do borohidreto de sódio
(2025) Benitez, Vicente Dario Vera
Nos últimos anos, a demanda por fontes de energia limpas e sustentáveis cresceu significativamente, impulsionada por desafios relacionados às mudanças climáticas e à escassez de combustíveis fósseis. Nesse contexto, o hidrogênio (H₂) surge como um vetor energético promissor devido à sua alta densidade energética e potencial para reduzir impactos ambientais. Neste estudo, a erva-mate (Ilex paraguariensis) pós-consumo é usada como um catalisador livre de metais para geração de hidrogênio com base na metanólise do borohidreto de sódio. O objetivo é otimizar as condições de síntese do catalisador livre de metais para melhorar a eficiência da reação de produção de hidrogênio. Para isso, a erva-mate foi pré-tratada com diferentes ácidos, como, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e ácido cítrico. Com base no melhor desempenho, o ácido fosfórico foi selecionado e avaliado em relação à concentração ácida no pré-tratamento (30%, 40%, 50%, 60% e 100% m/m). Diferentes temperaturas (200, 300 e 400 °C) e tempos de tratamento térmico (30, 45, 60 e 90 minutos) também foram testados para otimizar o catalisador. As amostras preparadas foram caracterizadas por FTIR, DRX e MEV. Neste estudo, o volume de hidrogênio gerado foi medido usando o método de deslocamento de água. Além disso, os parâmetros de reação, como, concentração de NaBH₄ (0,1 g, 0,25 g, 0,50 g e 0,75 g), quantidade de catalisador (0,05 g, 0,1 g, 0,15 g e 0,25 g) e temperatura de reação (40, 50, 60, 70 e 80 °C) foram avaliados. Os resultados revelam que a erva-mate pós-consumo tratada com 100% de H₃PO₄ a 300 °C por 60 minutos produziu o melhor desempenho catalítico. As melhores condições reacionais foram 0,25 g de catalisador, 10 mL de metanol e 0,75 g de borohidreto de sódio a uma temperatura de 80 ºC. A produção de hidrogênio resultou em um volume de 2000 mL em um tempo de 5 minutos. A reutilização do catalisador mostrou uma diminuição gradual na produção de hidrogênio a cada ciclo, atingindo cerca de 70% do desempenho inicial após quatro ciclos. A energia de ativação, entalpia e entropia do processo foram determinadas como 17,39 kJ/mol, 14,63 kJ/mol e -159,3 J/(mol·K), respectivamente. Este estudo destaca o potencial promissor da erva-mate pós-consumo como um catalisador eficiente e sustentável para a produção de hidrogênio, contribuindo para uma transição energética mais limpa e sustentável. Resumen En los últimos años, la demanda por fuentes de energía limpias y sostenibles ha crecido significativamente, impulsada por los desafíos relacionados con el cambio climático y la escasez de combustibles fósiles. En este contexto, el hidrógeno (H₂) surge como un vector energético prometedor debido a su alta densidad energética y su potencial para reducir los impactos ambientales. En este estudio se utilizó la yerba mate (Ilex paraguariensis) post-consumo como catalizador libre de metales para la generación de hidrógeno basado en la metanólisis del borohidruro de sodio. El objetivo es optimizar las condiciones de síntesis del catalizador libre de metales para mejorar la eficiencia de la reacción de producción de hidrógeno. Para ello, la yerba mate fue pre-tratada con diferentes ácidos, como, ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido cítrico. Con base en el mejor desempeño, el ácido fosfórico fue seleccionado y evaluado en relación con la concentración ácida en el pre-tratamiento con (30%, 40%, 50%, 60% y 100% p/p). También se probaron diferentes temperaturas (200, 300 y 400 °C) y tiempos de tratamiento térmico (30, 45, 60 y 90 min) para optimizar el catalizador. Las muestras preparadas se caracterizaron mediante FTIR, XRD y SEM. En este estudio, se midió el volumen de hidrógeno generado utilizando el método de desplazamiento de agua. Además, se evaluaron los parámetros de reacción como la concentración de NaBH₄ (0,1 g, 0,25 g, 0,50 g y 0,75 g), la cantidad de catalizador (0,05 g, 0,1 g, 0,15 g y 0,25 g) y la temperatura de reacción (40, 50, 60, 70 y 80 °C). Los resultados revelaron que la yerba mate post-consumo tratada con 100% H₃PO₄ a 300 °C durante 60 minutos produjo el mejor desempeño catalítico. Las mejores condiciones de reacción fueron 0,25 g de catalizador, 10 mL de metanol y 0,75 g de borohidruro de sodio a una temperatura de 80 ºC. La producción de hidrógeno dio como resultado un volumen de 2000 mL en un tiempo de 5 minutos. La reutilización del catalizador mostró una disminución gradual en la producción de hidrógeno en cada ciclo, alcanzando aproximadamente el 70% del rendimiento inicial después de cuatro ciclos. Se determinó que la energía de activación, la entalpía y la entropía del proceso fueron 17,39 kJ/mol, 14,63 kJ/mol y -159,3 J/(mol·K), respectivamente. Este estudio destaca el potencial prometedor de la yerba mate post-consumo como catalizador eficiente y sostenible para la producción de hidrógeno, contribuyendo a una transición energética más limpia y sostenible.
Mecano-síntese do pó compósito de Nb-Cu-C via moagem de alta energia
(2025) Furtado, Vinicius Cândido Padilha
As ferramentas de corte são fundamentais na indústria metalúrgica, exigindo alta dureza, resistência ao desgaste e estabilidade mecânica e química para garantir eficiência e durabilidade. Uma estratégia amplamente adotada para melhorar essas propriedades é a incorporação de carbetos, que aumentam a resistência mecânica e prolongam a vida útil das ferramentas. O carbeto de nióbio (NbC) tem se destacado como uma alternativa promissora devido à sua elevada dureza, comparável ao carbeto de tungstênio (WC), além de apresentar boa estabilidade térmica e química. Essas características tornam o NbC um candidato viável para o desenvolvimento de materiais compósitos avançados voltados para aplicações de alto desempenho. Este trabalho teve como objetivo a síntese de um pó compósito contendo Nb-Cu-C por moagem de alta energia, visando a formação do NbC em uma matriz metálica de cobre. Foram utilizados pós elementares de nióbio metálico, cobre eletrolítico e carvão ativado, processados em um moinho planetário com jarro e esferas de ágata de 10 mm de diâmetro, utilizando ciclo-hexano como meio processante. A razão mássica pó:esferas foi fixada em 1:3 para garantir a eficiência da moagem. Foram conduzidos dois experimentos: no primeiro, a moagem ocorreu por 90 horas ininterruptas; no segundo, amostras foram coletadas nos tempos de 3, 15, 30 e 60 horas, permitindo acompanhar a evolução da moagem. Após o processamento, os pós foram submetidos a secagem e caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de elétrons (EDS) e granulometria a laser. Os resultados confirmaram a formação do NbC, atingindo aproximadamente 20% em peso no material final. A moagem promoveu uma redução significativa do tamanho médio das partículas, cerca de seis vezes em relação ao tamanho inicial, favorecendo maior reatividade dos precursores. A análise estrutural revelou a evolução do processo de moagem, demonstrando que tempos mais longos favoreceram a homogeneização da mistura e a formação progressiva do NbC. Assim, este estudo mostra a viabilidade da moagem de alta energia como um método eficiente para a obtenção de materiais compósitos à base de NbC, destacando seu potencial para aplicações em ferramentas de corte e outras áreas de engenharia de materiais. Resumen Las herramientas de corte son fundamentales en la industria metalúrgica, ya que requieren alta dureza, resistencia al desgaste y estabilidad mecánica y química para garantizar eficiencia y durabilidad. Una estrategia ampliamente adoptada para mejorar estas propiedades es la incorporación de carburos, que aumentan la resistencia mecânica y prolongan la vida útil de las herramientas. El carburo de niobio (NbC) ha surgido como una alternativa prometedora debido a su alta dureza, comparable a la del carburo de tungsteno (WC), así como a su buena estabilidad térmica y química. Estas características hacen que el NbC sea un candidato viable para el desarrollo de materiales compuestos avanzados destinados a aplicaciones de alto rendimiento. Este estudio tuvo como objetivo la síntesis de un polvo compuesto de Nb-Cu-C mediante molienda de alta energía, con el propósito de formar NbC en una matriz de cobre. Se procesaron polvos elementales de niobio metálico, cobre electrolítico y carbón activado en un molino planetario con un tarro de ágata y bolas de ágata de 10 mm de diámetro, utilizando ciclohexano como medio de procesamiento. La relación másica polvo:bolas se fijó en 1:3 para garantizar la eficiencia de la molienda. Se realizaron dos experimentos: el primero consistió en una molienda continua de 90 horas, mientras que en el segundo se recolectaron muestras a las 3, 15, 30 y 60 horas para monitorear el proceso. Después del procesamiento, los polvos fueron secados y caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de dispersión de energía (EDS) y granulometría láser. Los resultados confirmaron la formación de NbC, alcanzando aproximadamente un 20% em peso en el material final. La molienda redujo significativamente el tamaño medio de las partículas, logrando una reducción de seis veces en comparación con el tamaño inicial, lo que mejoró la reactividad de los precursores. El análisis estructural reveló la evolución del proceso de molienda, demostrando que tiempos de molienda más prolongados favorecieron la homogeneización de la mezcla y la formación progresiva de NbC. Este estudio confirma la viabilidad de la molienda de alta energía como un método eficiente para obtener materiales compuestos a base de NbC, destacando su potencial para aplicaciones en herramientas de corte y otras áreas de la ingeniería de materiales.
Avaliação do potencial do rejeito de minério de ferro na produção de materiais vítreos
(2025) Batalha, Beatriz Amaral
Resíduos sólidos gerados nas operações de mineração constituem um problema sério para as empresas do setor, uma vez que, estes precisam ser tratados e descartados de forma consciente, a fim de minimizar o impacto ambiental ocasionado por tais atividades, gerando custos adicionais as mineradoras, além de exigir grandes áreas para sua estocagem. Assim, encontrar métodos de aproveitamento de rejeitos produzidos durante as atividades de extração mineral têm sido uma questão essencial para as companhias, pois implica em conciliar o desenvolvimento econômico à preservação ambiental e à responsabilidade social. Em se tratando de rejeito de minério de ferro, algumas propostas já foram feitas para o seu reaproveitamento, como sua incorporação parcial em tijolos e produção de agregados para o setor de construção civil. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do rejeito de minério de ferro para a produção de materiais vítreos, sendo esta uma destinação mais nobre a este rejeito. Sua análise química indicou teores de sílica (SiO2) e óxido de ferro (Fe2O3) em torno de 80% e 20%, respectivamente, propiciando o seu uso como matéria-prima principal ou parcial na formulação de vidros possuindo diferencial estético, econômico e de sustentabilidade pelo uso de uma matéria-prima abundante e de baixo custo por ser descartada. O elevado teor de Fe2O3 demonstrou ser um diferencial, possibilitando a obtenção de vidros pretos com potencial para aplicação em projetos arquitetônicos, ornamentais e artísticos.
Avaliação do comportamento mecânico de nanocompósitos extrudados de poli (ácido lático) / nanocristais de celulose usando modelo preditivo baseado em rede neurais artificiais
(2024) Tobón López, Jorge Hernando
A crescente demanda por materiais sustentáveis e de alto desempenho tem impulsionado o interesse no uso de ferramentas avançadas, como Redes Neurais Artificiais (RNAs), no desenvolvimento de biocompósitos. Essas ferramentas permitem prever as propriedades dos materiais, como aqueles que combinam o Poli(ácido láctico) (PLA), um polímero biodegradável amplamente utilizado em diferentes campos da engenharia, e nanocristais de celulose (NCC), um reforço renovável com propriedades relevantes. O objetivo foi explorar o uso de Redes Neurais Artificiais (RNAs) para prever o comportamento e as propriedades mecânicas de nanocompósitos de PLA/NCC, preparados por processos de extrusão e injeção. O estudo detalha a preparação de nanocompósitos de PLA reforçados com NCC, seguida de ensaios de tração para avaliar suas propriedades mecânicas, na sequência, modelos matemáticos baseados em RNAs são explorados para previsão do comportamento e das propriedades mecânicas. Os resultados e contribuições indicam que a adição de NCCs, na composição escolhida (1%, 3% e 5% de NCC em massa), impacta negativamente nas propriedades de tração, incluindo o módulo de Young (redução de 25% em média, comparado ao PLA puro), conforme evidenciado pela matriz de correlação de Pearson. Isso sugere que a incorporação de partículas rígidas, abaixo do limite de percolação, reduz a capacidade de deformação do PLA, prejudicando suas propriedades finais. Um modelo preditivo de rede neural foi desenvolvido e aplicado para modelar as curvas tensão-deformação, permitindo a previsão precisa de parâmetros mecânicos como tensão máxima, módulo de Young e alongamento máximo. Os resultados mostram que o modelo de RNA exibiu valores de RMSE (Root Means Squared Error) próximo de zero e R² de 0,999, demostrando uma alta correspondência entre valores preditos e experimentais, bem como uma adequada precisão do modelo e a eficiência das RNAs na predição do comportamento e propriedades dos nanocompósitos. Outra contribuição deste estudo foi o desenvolvimento de um software para calcular os parâmetros que caracterizam as propriedades das curvas do ensaio de tração. A aplicação do modelo de RNA e do software desenvolvido, mostrou-se uma alternativa eficiente para reduzir a necessidade de extensos experimentos físicos, economizando tempo, custos e recursos na caracterização destes materiais. Além disso, a abordagem utilizada pode ser empregada em outros tipos de materiais. Resumen La creciente demanda de materiales sostenibles y de alto rendimiento ha impulsado el interés en el uso de herramientas avanzadas, como Redes Neuronales Artificiales (RNAs), en el desarrollo de biocompuestos. Estas herramientas permiten predecir las propiedades de los materiales, como aquellos que combinan el Poli(ácido láctico) (PLA), un polímero biodegradable ampliamente utilizado en diferentes campos de la ingeniería, y nanocristales de celulosa (NCC), un refuerzo renovable con propiedades relevantes. El objetivo fue explorar el uso de Redes Neuronales Artificiales (RNAs) para predecir el comportamiento y las propiedades mecánicas de nanocompuestos de PLA/NCC, preparados mediante procesos de extrusión e inyección. El estudio detalla la preparación de nanocompuestos de PLA reforzados con NCC, seguida de ensayos de tracción para evaluar sus propiedades mecánicas. Posteriormente, se exploran modelos matemáticos basados en RNAs para predecir el comportamiento y las propiedades mecánicas. Los resultados y contribuciones indican que la adición de NCCs, en la composición elegida (1%, 3% y 5% en masa de NCC), impacta negativamente las propiedades de tracción, incluyendo el módulo de Young (reducción promedio del 25% en comparación con el PLA puro), como lo evidencia la matriz de correlación de Pearson. Esto sugiere que la incorporación de partículas rígidas, por debajo del límite de percolación, reduce la capacidad de deformación del PLA, perjudicando sus propiedades finales. Se desarrolló y aplicó un modelo predictivo de red neuronal para modelar las curvas tensión-deformación, lo que permitió predecir con precisión parámetros mecánicos como la tensión máxima, el módulo de Young y el alargamiento máximo. Los resultados muestran que el modelo de RNA exhibió valores de RMSE (Root Mean Squared Error) cercanos a cero y un R² de 0,999, demostrando una alta correspondencia entre valores predichos y experimentales, así como una adecuada precisión del modelo y la eficiencia de las RNAs en la predicción del comportamiento y propiedades de los nanocompuestos. Otra contribución de este estudio fue el desarrollo de un software para calcular los parámetros que caracterizan las propiedades de las curvas del ensayo de tracción. La aplicación del modelo de RNA y del software desarrollado se mostró como una alternativa eficiente para reducir la necesidad de extensos experimentos físicos, ahorrando tiempo, costos y recursos en la caracterización de estos materiales. Además, el enfoque utilizado puede emplearse en otros tipos de materiales.
Síntese de geopolímeros a partir de resíduos industriais: uma abordagem sustentável utilizando rejeitos de ETA e de corte de rochas ornamentais
(2024) Ledur, Natan Maicon Silva dos Santos Ledur
Este trabalho investigou o potencial de utilização de resíduos industriais, como lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) e rejeitos de corte de rochas ornamentais, como precursores na produção de geopolímeros, visando substituir parcial ou totalmente o metacaulim. Foram realizadas análises químicas e físicas abrangentes, incluindo fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão de energia (EDS) e granulometria a laser, além de ensaios de compressão para avaliar as propriedades mecânicas das amostras produzidas. Os resultados destacaram o impacto positivo do rejeito de corte de rochas ornamentais na formulação dos geopolímeros. As amostras contendo esse resíduo apresentaram maior amorficidade e alcançaram resistência mecânica superior em comparação ao metacaulim puro. Houve um aumento de aproximadamente 94% na resistência à compressão ao comparar a pior amostra (SR1) com a melhor amostra (MR2). Esse incremento reflete a contribuição de partículas mais finas e da composição química do rejeito na formação de uma matriz mais densa e coesa. Por outro lado, as amostras com elevado teor de resíduos de ETA enfrentaram desafios significativos, incluindo colapsos durante o desmolde, atribuídos à elevada cristalinidade e ao alto teor de ferro amorfo, que prejudicam a solubilidade dos aluminosilicatos. A granulometria também se mostrou um fator crítico: partículas mais finas favorecem uma maior área superficial disponível para reações químicas, promovendo uma melhor formação da matriz geopolimérica. O estudo revelou caminhos promissores para a otimização das formulações, como ajustes nas proporções molares, melhorias no tratamento térmico e na granulometria. A reutilização de resíduos industriais na produção de geopolímeros demonstra ser uma abordagem sustentável e inovadora, com potencial para reduzir impactos ambientais e agregar valor a materiais descartados.
Estudo do efeito da moagem de alta energia nas características microestruturais do pó compósito GDC-AL₂O₃.
(2024) Gonzaga, Ana Beatriz Rodrigues
A céria dopada com gadolínio (GDC) é uma alternativa promissora como eletrólito sólido para células a combustível de óxido sólido (SOFC), devido à sua boa atividade catalítica e alta condutividade de íons de oxigênio. No entanto, apresenta algumas impraticabilidades, como a baixa resistência mecânica. A adição de alumina em amostras de óxidos de estrutura de fluorita (céria ou zircônia), tem-se mostrado capaz de intensificar a resistência mecânica. De semelhante forma, tem efeito na condutividade do grão e a condutividade do contorno do grão, que dependem de parâmetros como, microestrutura, impureza, solubilidade, processamento, etc. (KIM; PARK; CHOI, 2006). Tanto a condutividade do interior do grão quanto no contorno de grão, contribuem para a condução total de eletrólitos sólidos (ZHANG, 2006). Considerando isso, temos que a etapa da mistura e moagem é de grande importância no processo de fabricação do material compósito, pois define a homogeneidade microestrutural e a distribuição do tamanho de partícula (GUTIÉRREZ, 2002). No presente trabalho estuda-se o efeito da moagem de alta energia nas características do pó compósito GDC-Al₂O₃, buscando informações referentes ao refinamento de partículas, microdeformação da rede cristalina e a ocorrência de reações químicas, relacionando-as com a variação dos seguintes parâmetros: aumento da porcentagem de massa de alumina (5, 10, 20 e 30%), da razão entre corpos moedores e pó (10:1 e 20:1), e do tempo de moagem 93h e 6h). Através de análises microestruturais comprovou-se a presença de uma nova fase originada durante a moagem, o Óxido de Gadolínio de Alumínio. Similarmente por intermédio de uma análise comparativa entre os valores da largura à meia altura, notou-se um refino de cristalito da fase reforço (alumina) e uma microdeformação da rede cristalina verificada pelo deslocamento do pico e cálculo da variação da distância interplanar.
Progresso na fabricação de células fotovoltaicas de filmes finos de Pervoskita de alta eficiência, um estudo comparativo.
(2024) Durelian, Ricardo
Na busca por reduzir emissões de CO2 e combater o efeito estufa. Entre as inovações tecnológicas, destacam-se os painéis solares de filmes finos de perovskita. Um material com estrutura cristalina cúbica capaz de acomodar diferentes átomos, desde que respeitem um fator de tolerância entre 0,88 e 1,1. Devido à sua capacidade de transportar tanto elétrons quanto lacunas, esses filmes são empregados como semicondutores dos tipos p e n, melhorando o fluxo eletrônico, a disponibilidade de corrente e a eficiência das células solares. Até 2013, a produção científica sobre células solares de perovskita era muito limitada. No entanto, em apenas uma década, foram alcançados avanços expressivos. A eficiência desse material evoluiu de 11,9% em 2013 para 26,7 ± 0,6% em 2024, considerando os resultados laboratoriais. Esse desempenho se aproxima do das células cristalinas de silício, líderes de mercado, que alcançam uma eficiência de 27,3 ± 0,4%. Assim, a perovskita surge como uma alternativa promissora para ampliar o uso da energia solar em escala global.
Utilização de modelos analíticos para verificação do comportamento de fluência em compósitos Carbono/Epóxi.
(2024) Kuo, Roxana
Os compósitos poliméricos de alto desempenho apresentam propriedades mecânicas de alta performance, sendo assim, possuem grandes aplicações nos setores automobilístico e aeroespacial. A resistência do material pode ser influenciada pela forma como ele é processado, pela solicitação mecânica e pela temperatura. Quando o material é submetido a uma carga ou deformação por muito tempo em diferentes temperaturas, isso afeta a efetividade de transferência de reforço e aumenta a mobilidade das moléculas, alterando sua resistência. Desse modo, com o intuito de entendimento de propriedades tempo -dependentes, o presente trabalho visa o estudo dos parâmetros de fluência e do comportamento viscoelástico em baixas cargas, com foco no estado vítreo dos compósitos de epóxi reforçados com fibra de carbono produzidos pelo processo de enrolamento filamentar com ângulos de orientação distintos: [0]4, [30]4 e [60]4. As respostas de fluência foram estudadas com base em modelos analíticos (Weibull, Findley e Burger) e em termos de relação estrutura e propriedade. Concluiu-se que foi possível aplicar os modelos com cargas relativamente baixas, apesar de algumas variáveis dos modelos não representarem fisicamente o sistema. Mesmo assim, a deformação instantânea elástica pareceu seguir uma tendência, possibilitando a formulação de modelos futuros para predição de fluência em altas cargas e módulo elástico estático.
Estudo da influência do pó de vidro como substituição parcial do cimento portland nas propriedades de argamassas.
(2024) Flores, Jorman Joe Revilla
Atualmente, a indústria cimentícia é uma grande consumidora de recursos naturais para a fabricação do cimento. No entanto, esses recursos são finitos na natureza. Um dos métodos encontrado para diminuir o uso dos recursos naturais de uma forma sustentável é a incorporação de materiais recicláveis e/ou resíduos como substituição parcial do cimento Portland. Este estudo foi desenvolvido para avaliar o uso do pó de vidro como substituição parcial do cimento Portland. Para isso, garrafas de vidro foram moídas até obter pó de vidro com partículas próximas da granulometria (15μm) do cimento Portland. Nesse estudo, dois tipos de cimento foram avaliados, o CPV ARI e o CPII-F-32, para a elaboração de argamassas de traço 1:3 (cimento: areia) e relação água/cimento (a/c) igual a 0,5. Foram utilizados os teores de pó de vidro de 0, 10 e 20% em massa de substituição em relação à quantidade de cimento. Análises termogravimétricas, ensaios de capilaridade e de resistência à compressão bem como testes de resistência ao fogo foram realizados para avaliar a influência do pó de vidro nas propriedades das argamassas. Os resultados demonstraram que o pó de vidro pode ser empregado como uma substituição parcial do cimento Portland CPV ARI, até uma porcentagem de 10% em massa, devido à melhoria nas propriedades de durabilidade. No entanto, o uso de pó de vidro como substituição parcial do cimento CPII-F-32 não mostrou melhoria das propriedades em comparação à referência.
Estudo da estabilidade física e elétrica de filmes de PEAD/PANI sob diferentes condições ambientais.
(2024) Uscapi, Amparo Pamela Leon; Fernandes Golin, Alana
Atualmente, os polímeros orgânicos condutores desempenham um papel crucial na fabricação de dispositivos eletrônicos, oferecendo vantagens significativas, tais como flexibilidade, leveza, baixo custo e baixa toxicidade em comparação com os dispositivos eletrônicos convencionais. Neste estudo, filmes de polianilina (PANI), um polímero condutor, foram depositados via polimerização in situ em substratos flexíveis de polietileno de alta densidade (PEAD), com o propósito de investigar as propriedades físicas e elétricas desses filmes em diferentes condições ambientais. Para isso, os filmes de PEAD/PANI foram submetidos a ensaios térmicos, com temperaturas variando de 30 a 100°C por 24 horas; ensaios de envelhecimento natural, no ambiente de Foz do Iguaçu; e ensaios de envelhecimento acelerado,em uma câmara com temperatura de 25°C, radiação UV e umidade. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas por meio de microscopia óptica e espectroscopia de impedância. Os resultados obtidos revelaram que os filmes de PEAD/PANI apresentam uma impedância elétrica em torno de 103 Ω, indicando uma boa condutividade, resultado da eficiência na fabricação das amostras. Após os ensaios, concluiu-se que as propriedades físicas e elétricas dos filmes permaneceram estáveis até temperaturas de 95°C e 60°C, respectivamente, sem apresentar degradações significativas. Dessa forma, os resultados deste estudo confirmam que os filmes de PEAD/PANI têm potencial promissor para a fabricação de dispositivos eletrônicos orgânicos que operam em ambientes com temperaturas moderadas.
Estudo da variação dos parâmetros de síntese de nanoHAp estequiométrica para elaboração de réplica inversa.
(2023) Taveira, Rafael Andrade
O trabalho desenvolvido teve como objetivo a síntese de nanopartículas de hidroxiapatita com o processo de rota via úmida, utilizando um roteiro para síntese não estequiométrica e adaptado para uma síntese de nanopartículas estequiométrica. Na metodologia utilizada neste trabalho, foi realizado o preparo de soluções estequiométricas de nitrato de cálcio e fosfato de amônio como precursores da hidroxiapatita, utilizando a razão Ca/P de 1,67. Para a realização da síntese com as soluções preparadas, foi determinado que para manter a razão estequiométrica necessária, utilizou-se 100ml de fosfato de amônio para cada 30,98ml de nitrato de cálcio. Como resultado, foram obtidas nanopartículas de hidroxiapatita estequiométrica nas faixas de 58,59nm a 93,75nm em regiões específicas de aglomerados através da análise de MEV e módulo STEM. Foi realizado também uma análise qualitativa elementar (EDS) que indicou que no material analisado não havia contaminações e estavam presentes apenas o cálcio (Ca) e fósforo (P). As estruturas cristalinas e composição de fases das amostras produzidas foram confirmadas via difração de raios-X. A análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC) mostrou que não há picos exotérmicos de cristalização entre 30-1100ºC indicando nenhuma formação ou transformação de fases novas nessa faixa de temperatura. Uma análise de dispersão e tamanho de partícula (DTP) foi realizada em conjunto para confirmação do tamanho de partícula e curva de distribuição, aglomerados formados nas sínteses foram observados em pouca quantidade na faixa nanométrica, e maiores quantidades nas faixas submicrométricas e micrométricas. Para a proposta de réplica inversa, um molde funcional foi projetado via manufatura aditiva com o objetivo de obter um scaffold cerâmico com geometria complexa. Além disso, foi preparada uma suspensão cerâmica para validar o método proposto.
Influência da substituição parcial do cimento por rejeito de minério de ferro nas propriedades físicos-mecânicas de argamassas
(2023) Jimenez, Andoberty Zurita; Rodier, Loic Barbara
O trabalho tem como objetivo estudar o uso do rejeito de minério de ferro (RMF) como substituição parcial do cimento em argamassas. Para isso, dois cimentos foram avaliados, o CPV ARI e o CPII-F-32. O delineamento experimental foi realizado com os traços (1:3) cimento aglutinante e teores de rejeito de minério de ferro de 0, 10, 20 e 30% em massa de substituição. Os ensaios realizados indicaram que a formulação com 10% em massa de substituição do cimento CPV-ARI por rejeito de minério de ferro apresenta o melhor desempenho nos ensaios de capilaridade, índice vazios e absorção de água por imersão. Além disso, as formulações que apresentam um índice de atividade pozolânica superior a 75%, como recomendando na norma ASTM C618, são 10 e 20% de substituição parcial do cimento CPV ARI, bem como 10% de substituição parcial de cimento CPII-F-32. Com base nos resultados, conclui-se que a substituição parcial do cimento por rejeito de minério de ferro é uma alternativa viável e sustentável para a produção de argamassas
Estudo das Propriedades de Filmes Finos de DLC Depositados em TI-6AL-4V pela Técnica PIII&D dentro de Tubos de Titânio de Diferentes Dimensões
(2023) Rueda, Beiker Martínez
Os biomateriais metálicos apresentam facilidade de perder elétrons; superfície reativa e perda de massa em interação com os tecidos em contato, havendo liberação de íons por dissolução, desgaste ou corrosão. Essa interação pode comprometer a utilização do material, devido à deterioração de suas propriedades mecânicas, físicas ou de sua aparência. A corrosão é um dos processos de degradação e pode ser classificada de acordo com a maneira que se manifesta: uniforme, galvânica, em frestas, por pites, intergranular, por lixívia seletiva, erosão-corrosão e corrosão sob tensão. Os íons liberados pelo processo de corrosão têm o potencial de interagir com os tecidos, por meio de diferentes mecanismos. A quantidade de íons metálicos liberados por biomateriais metálicos exposto ao ambiente severo, como por exemplos fluidos corporais, pode ser elevada e tem consequências importantes para tratamentos ortopédicos e clínicos, pois a maioria dos implantes e aparelhos auxiliares são de titânio e ligas de titânio. Os tratamentos de superfície de biomateriais metálicos são uma opção mais simples, econômica e tecnologicamente mais eficiente para aumentar a resistência ao desgaste, o que aumenta a vida útil do dispositivo, minimizando a liberação de detritos de desgaste e corrosão. Para melhorar as propriedades desses materiais e estudar suas características estruturais, filmes finos de carbono foram depositados em amostras de liga de titânio (Ti-6Al-4V) pelo sistema de implantação iônica por imersão a plasma e deposição (PIII&D - Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition) usando plasma de metano (CH4) e hidrogênio (H2). As propriedades dos filmes depositados geralmente dependem das condições de deposição, que determinam sua microestrutura, principalmente as respectivas proporções de carbono sp3 e sp2, portanto a estrutura dos filmes de Carbono tipo diamante (DLC-Diamond Like Carbon) foi analisada por Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios-X (DRX).
Estudo da Absorção da Energia de Impacto para uma Liga de Aço Fundido
(2023) Silva, Viktor Gabriel Borba da
Aços fundidos tem suas propriedades definidas pela sua microestrutura e composição química portanto quando um novo parâmetro de aplicação é definido o aço deve passar por alterações em sua composição química e/ou tratamento térmico. O escopo desse trabalho é mostrar ao leitor, a alteração de uma liga de aço fundida com baixo carbono para atendimento de um novo valor nominal de energia de absorção de impacto, modificando a composição química do aço com elementos ligantes como o níquel e acrescentando um novo tratamento térmico, avaliando a alteração de energia de absorção através do ensaio de impacto Charpy.
Avaliação de Diferentes Precursores de Fósforo na Síntese de Cerâmicas Bioativas do Sistema SIO2−CAO−NA2O−P2O5
(2022) Gonzales Ordoñez, Dennis Luis
Cerâmicas bioativas são materiais que podem interagir rápido e positivamente com tecidos duros e moles, estimulando suas funções celulares e sua regeneração. Esses materiais podem ser preparados utilizando diferentes rotas de síntese e matérias-primas. Neste estudo, diferentes precursores de fósforo (CaHPO4, P2O4 e H3PO4) foram testados para a síntese de cerâmicas bioativas do sistema SiO2−CaO−Na2O−P2O5 via processos difusionais no estado sólido. Para a preparação das amostras, a proporção de cada reagente foi calculada utilizando o software GlassPanacea®, permitindo que essa etapa de formulação fosse rápida e precisa. Após a síntese dos materiais, não foi verificado perda significativa de fósforo ao comparar suas composições nominais com aquelas obtidas experimentalmente por espectrometria de fluorescência de raios X. Isso mostra que os precursores testados são viáveis para as condições de síntese estabelecidas, compreendendo isotermas de 1 a 8 h e temperatura de ~ 1000 °C. Considerando a natureza dos precursores avaliados, o CaHPO4 se mostrou o reagente mais adequado para as condições de síntese que foram adotadas em função de seu fácil manuseio e baixa higroscopicidade. Assim, sendo possível estabelecer uma rota simples e reprodutiva para a preparação de cerâmicas bioativas que podem ser exploradas em diferentes aplicações na engenharia de tecidos.
Comparação de Ligas Comerciais de Zinco através de Análises Mecânica e Microestruturais
(2022) Wen, Chang Yau; Orientação
O 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.

Navegar

Submissões Recentes