Mestrado em Engenharia de Materiais

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Estudo do efeito de mudanças sucessivas na trajetória de deformação no comportamento mecânico dos aços inoxidáveis ferríticos AlSl 430 e AlSl 441
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-04-05) Alencar, Rafael Alves Frederico de; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/1935110479565192; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Magalhães, Frederico de Castro; Aguilar, Maria Teresa Paulino
Os aços inoxidáveis são, basicamente, ligas de ferro-cromo-carbono que devido à sua resistência à corrosão, ao impacto, à abrasão, à durabilidade e às suas propriedades estéticas, constituem um material atrativo para satisfazer diversos tipos de demanda. Porém, antes de possuírem as formas e dimensões finais para a sua utilização, todo material necessita ser processado, uma dessas etapas é a conformação mecânica. Ao submeter um material a esse processo ocorrem diversos fenômenos que alteram suas características mecânicas, os quais geralmente podem ser previstos. Porém em materiais que possuem orientações preferenciais e com trajetória de deformação alterada, torna-se mais difícil prever o respectivo comportamento mecânico após tais operações, podendo assim ocorrer o amaciamento ou o endurecimento, sendo os mesmos influenciados por diversas variáveis como as condições de aquecimento, a composição química do material, o tipo de esforço e a taxa de deformação aplicados ao material. Diante do exposto e considerando a dependência entre as condições de solicitação mecânica e as respostas exibidas pelos diferentes tipos de materiais, este projeto de pesquisa apresenta o estudo das respostas mecânicas em diferentes trajetórias de deformação para os aços inoxidáveis AISI 430 e AISI 441, na forma de chapas em carregamentos monotônicos e combinados. Os resultados indicaram que o comportamento mecânico dos aços inoxidáveis depende das condições de aplicação do esforço, em termos de direção, quantidade e combinação de esforços mecânicos. Foi observado ainda o amaciamento dos materiais pré-deformados em tração e o encruamento dos materiais por meio de uma operação de estampagem quando comparado com o carregamento sob cisalhamento no estado como recebido dos aços AISI 430 e AISI 441.
Revestimento antirreflexivo em vidros voltado para sistemas heliotérmicos: deposição de sílica pelo processo sol-gel
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-04-20) Silva, Débora Guimarães da; Nunes, Rogério Antônio Xavier; Costa, Vilma Conceição; http://lattes.cnpq.br/4741083655487998; http://lattes.cnpq.br/5290987560774762; http://lattes.cnpq.br/6595096723304254; Silva, Guilherme Marconi; Sade, Wagner
Filmes antirreflexivos são de fundamental importância para um bom aproveitamento da energia solar em usinas heliotérmicas, pois aumentam a transmitância da luz solar através da redução de perdas por reflexão. Este trabalho trata da deposição, através do método sol-gel, de uma fina camada de revestimento antirreflexivo, constituído de sílica, sobre a superfície de um substrato vítreo. Os filmes foram confeccionados utilizando a técnica do dip-coating em diferentes velocidades, e passaram por um tratamento térmico a 425 °C durante 30 minutos. Foram observados os efeitos do tratamento térmico e velocidade de deposição do filme na refletância das amostras. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de refletância difusa na região do ultravioleta-visível, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fluorescência de raios X, difratometria de raios X e medições do ângulo de contato da água sobre a superfície dos filmes. As características mecânicas dos filmes foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza pelo lápis. Os filmes com melhores resultados de refletância foram submetidos a tratamento químico através do uso de um agente modificador de superfície para torná-la hidrofóbica, evitando assim que sujidades impregnem na superfície. Para se alcançar melhores resultados de refletância e molhabilidade, foi adicionado ao sol um agente formador de poros. Todos os filmes se apresentaram uniformes e isentos de trincas, conforme observado na microscopia eletrônica de varredura. Foi possível obter um filme antirreflexivo à base de sílica porosa com refletância difusa média entre os comprimentos de onda de 350 e 900 nm de 2,02% e ângulo de contato de 118,32°. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza superior a 2H. Palavras chave: Revestimento antirreflexivo, filme fino de sílica, sol-gel, dip-coating, energia solar.
Aglomerante de baixo carbono a partir da cinza de cavaco de eucalipto e sílica ativa
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-04-27) Lara, Luis Felipe dos Santos; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; http://lattes.cnpq.br/0783179484317105; http://lattes.cnpq.br/8256159827074633; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Aguilar, Maria Tereza Paulino; Rezende, Domingos Sávio
A cinza de cavaco de eucalipto (CCE) é um dos principais resíduos provenientes das termelétricas e um dos mais volumosos resíduos sólidos produzidos pelas indústrias nacionais. Essas indústrias produzem anualmente milhões de toneladas de CCE a partir do processo de geração de energia. De acordo com a Indústria Brasileira de Árvores (2016), o consumo brasileiro de eucalipto em 2013, como lenha industrial, foi de 41.832.528 m³ gerando cerca de 4.183.528 m³ de cinzas. Como contribuição ao desenvolvimento sustentável, o objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um aglomerante alternativo a partir de resíduos da indústria, a CCE e a fuligem de filtro de forno de produção de ferro silício - Sílica ativa (SA). As cinzas utilizadas foram beneficiadas por meio da moagem no moinho de bolas planetário de alto desempenho. A CCE e SA foram caracterizadas por análise visual, microscopia eletrônica de varredura com espectrometria de raios X dispersivo em energia, espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva, difração de raios X, análise térmica diferencial e termogravimétrica, perda ao fogo, granulometria por difração de laser e análise de área superficial. Foram confeccionadas pastas e argamassas com diferentes proporções de CCE (40, 50 e 60%), SA (60, 50 e 40%) e soluções alcalinas de hidróxido de sódio com concentrações de 0, 5, 10 e 15 mol/L. As pastas e argamassas foram caracterizadas microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, área superficial, porosidade e resistência à compressão. Os resultados obtidos para as propriedades mecânicas das pastas e argamassas soluções alcalinas de hidróxido de sódio com concentrações de 0, 5 e 10 mol/L foram satisfatórios. Os resultados de resistência à compressão corroboraram com os resultados de microscopia eletrônica de varredura, área superficial e porosidade. Foi apresentado o potencial do aglomerante desenvolvido em reduzir as emissões de CO2 na atmosfera quando comparado com concretos de cimento Portland convencionais.
Caracterização microestrutural e microdureza de um sistema açoC-Mn/revestimento de INCONEL® 625 e avaliação de diferentes tratamentos térmicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-07-18) Souza, Edilberto da Silva; Costa, Maria Celeste Monteiro de Souza; Trindade Filho, Vicente Braz da; http://lattes.cnpq.br/7151418330884863; http://lattes.cnpq.br/8178787669759338; http://lattes.cnpq.br/9477271674171216; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Faria, Geraldo Lúcio de
Os tubos de aço C-Mn são comumente utilizados como revestimento nas tubulações dos poços de petróleo das indústrias de óleo & gás desde quando estas iniciaram suas atividades. São várias as solicitações exigidas nos tubos, mas a principal é a resistência à corrosão severa provocada pelo ácido sulfídrico (H2S) ou pelo dióxido de carbono (CO2). A aplicação direta seria a utilização de tubos de aço fabricados com alta liga (Ni, Cr) que têm alto valor agregado e tornariam os custos de aquisição para a produção, inviáveis. A opção para aumentar a resistência à corrosão é a utilização de técnicas de overlay para o revestimento metálico dos aços C-Mn usando superligas de níquel e/ou aços inoxidáveis (NAFFAKH; SHAMANIAN; ASHRAFIZADEH, 2008). O revestimento metálico utilizado é a superliga de níquel INCONEL® 625, que tem boa resistência à corrosão em ambientes agressivos como H2S e CO2 (CARNEIRO et al., 2003; KITTEL et al., 2010; WANG et al., 2013). A deposição de revestimento através do processo de soldagem constitui um procedimento complexo e gera uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) que na maioria dos casos é prejudicial (SILVA et al., 2012). Neste trabalho foi feita a caracterização microestrutural e ensaio de microdureza do sistema aço CMn/revestimento de INCONEL 625,antes e após a realização de cinco tratamentos térmicos que simulam possíveis rotas industriais, verificando dentre estes, os mais promissores para aplicações industriais. Os resultados monstraram que o aço usado apresenta boa temperabilidade, mas após a deposição do INCONEL® 625 foi observada uma zona mais dura, chamada de ZTA, com formação de bainita no aço e a presença de carbonetos de molibdênio e nióbio entre as dendritas do revestimento. Alguns tratamentos térmicos realizados deterioraram a microestrutura e a dureza do aço ou não foram capazes de eliminar a ZTA. Já alguns tratamentos térmicos, mostraram bom resultado pela conservação das características originais do aço e do revestimento, além de eliminarem a zona dura (ZTA), com tempos factíveis de serem enquadrados à realidade dos processos produtivos. Palavras-chave: Tratamento térmico; Tubo API 5CT L80; Liga de INCONEL® 625; Deposição por Overlay (cladding).
Análise de falhas em autoclaves, por meio de FMEA, no processo de higienização e produção de meios de cultura, na área da saúde
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-23) Lima, Bruno Rodrigues; Maia, Nilton da Silva; http://lattes.cnpq.br/1959433482643214; http://lattes.cnpq.br/4332919068346781; Silva, Ernane Rodrigues da; Castro, Daniel Enrique; Santos, Rogério Felício dos
As autoclaves são equipamentos importantes para esterilização de materiais e matérias-primas, para produção de produtos inertes sem contaminantes possuindo, por isso, uma vasta utilização em laboratórios, hospitais, clínicas odontológicas e indústrias de vários segmentos, como por exemplo, farmacêutico e alimentício. Estes equipamentos são utilizados em áreas onde uma falha pode provocar além de perdas materiais, riscos à saúde das pessoas e, até mesmo, a morte. Este trabalho apresenta o estudo de caso da análise de falhas em autoclaves no processo de higienização e produção de meios de cultura, na área da saúde, com suas interfaces: manutenção, calibração, qualificação, validação, normas técnicas, treinamento e ensaios aplicáveis. Foram utilizadas as técnicas de análise do modo de falha e seus efeitos "FMEA". O estudo foi conduzido em uma organização referência em sua área de atuação. Inicialmente foram ministrados treinamentos abrangendo metrologia, manutenção, validação, qualificação e análise de falhas para os participantes do estudo; posteriormente, analisou-se os processos envolvidos e suas possíveis falhas e, ao final, foram apresentadas alternativas viáveis para implantação das metodologias que confirmem a redução das falhas ou sua eliminação. A metodologia qualitativa proposta demostrou ser eficiente na busca dos dados utilizados neste estudo de caso, indicando as vulnerabilidades específicas da equipe de colaboradores da área e no acompanhamento dos serviços terceirizados. As recomendações deste estudo são o monitoramento dos serviços realizados pela equipe terceirizada com avaliações dos relatórios fornecidos e a qualificação dos prestadores de serviço, treinamento e detalhamento de todas as atividades executadas na área com as respectivas análises das falhas quando necessário e ações preventivas para que elas não se repitam ou ocorram.
Estudo dos parâmetros de processo para a produção de filmes finos à base de sílica e titânia processados por Sol-Gel
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-26) Silveira, Ineida Maria de Oliveira e; Nunes, Rogério Antônio Xavier; http://lattes.cnpq.br/5290987560774762; http://lattes.cnpq.br/3593352927734374; Padula, Flávio Renato de Góes; Costa, Vilma da Conceição
Foram desenvolvidas sínteses à base de SiO2, TiO2 e de híbridos SiO2-TiO2 usando o TEOS (tetraetil-ortossilicato) e TIP (isopropóxido de titânio) como precursores de sílica e titânia, respectivamente. A partir destas sínteses, monocamadas e duplas camadas de filmes finos puros e híbridos foram depositados sobre substrato de vidro pelo método sol-gel dip-coating. Variando velocidade de deposição dos filmes finos, tratamentos térmicos foram realizados sob diferentes temperaturas por um tempo mínimo de aquecimento de 30 min. Os filmes finos apresentaram transparência, homogeneidade, ausência de trincas, boa aderência e dureza. A influência da composição na estrutura e nas propriedades morfológicas foram estudadas por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura revelando uma estrutura anatásio para filmes finos 100%TiO2 com tamanhos de cristalito em torno de 17 - 39 nm. O estudo da propriedade reflexiva realizado através de análises de espectrofotometria UV-Vis juntamente com medidas de ângulo de contato revelou tanto características reflexivas quanto antirreflexivas e autolimpantes associadas a uma super-hidrofilicidade natural.
Ladrilhos asfálticos reciclados: contribuição para o estudo de viabilidade técnica
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-28) Silva, Adriana Cristina Rabelo da; Pádula, Flávio Renato de Góes; http://lattes.cnpq.br/4801461064304302; http://lattes.cnpq.br/6344421132782726; Bezerra, Augusto César da Silva; Martins, Cláudio José
O Concreto Asfáltico Fresado (CAF) quando reciclado a quente e prensado dá origem a um material com características que podem ser adequadas para a confecção de ladrilhos. Ladrilho é definido como revestimento para pisos ou paredes utilizado na confecção de acabamentos em edificações. O principal objetivo da pesquisa é contribuir para o estudo de viabilidade técnica do uso de concreto asfáltico fresado reciclado a quente para confecção de ladrilhos de asfalto reciclado visando o uso na construção civil. Os ladrilhos de asfalto reciclado podem contribuir para a preservação do meio ambiente, ter baixo custo e apresentar caraterísticas que podem proporcionar adequada durabilidade. Para esse estudo foram analisados os processos de fabricação, ensaios físicos e mecânicos e patologias dos ladrilhos de CAF, hidráulicos e cerâmicos, buscando-se a otimização do desenvolvimento da reciclagem de CAF. Para moldagem dos corpos de prova o CAF foi caracterizado, aquecido e prensado para formar blocos que foram cortados posteriormente dando forma aos ladrilhos de asfalto reciclado. Antes da prensagem dos blocos, características como temperatura e pressão foram observadas com finalidade de garantir um processamento mais eficiente dos ladrilhos. Os ensaios realizados nos corpos de prova foram de absorção, módulo de resistência à flexão, resistência à abrasão profunda, degradação em câmara climática e arrancamento. Os ladrilhos de asfalto reciclado apresentaram valores satisfatórios na maioria dos ensaios. Diante dos resultados apresentados, pode-se concluir que o ladrilho de asfalto reciclado pode ser viável do ponto de vista técnico.
Síntese e caracterização de matrizes híbridas tridimensionais de vidro bioativo reforçadas com polímero poli (ácido acrílico) (PAA)
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-29) Melo, Bárbara Machado e; Costa, Hermes de Souza; http://lattes.cnpq.br/1272237997189988; http://lattes.cnpq.br/3559471843895665; Costa Júnior, Ezequiel de Souza; Oliveira, Agda Aline Rocha de
Atualmente há enorme demanda para utilização de enxertos e próteses no tratamento de danos ósseos. Vidros bioativos (VB) representam materiais biodegradáveis promissores devido às propriedades biológicas. Entretanto apresentam baixa resistência mecânica comparada aos esforços presentes nos tecidos ósseos. Para melhorar propriedades mecânicas destas cerâmicas uma alternativa é sua combinação com polímeros sintéticos. Polímero sintético com uso consagrado em cirurgias esqueléticas é o poli (ácido acrílico) (PAA), aplicado como cimento ósseo. Este estudo objetiva desenvolver hidrogel biocompatível VB/PAA, com resistência mecânica compatível e degradação controlada. Para tanto, foram sintetizados compósitos via método sol-gel com variações dos reagentes TEOS, TEP e CaCl2, adicionados em suspensão de PAA com e sem o uso de catalisador (HF). Análises morfológicas mostraram partículas esféricas aglomeradas e presença de porosidades no material. Análise DRX sugere estrutura semicristalina após associação PAA-VB. O FTIR sugere que os híbridos catalisados com HF apresentam estruturas semelhantes, assim o HF pode ser usado como catalisador na execução do processo sol-gel para se obter o híbrido desejado. Os resultados indicam necessidade de formulações específicas e pH modulado para controle do arranjo polimérico e obtenção de estrutura apropriada no tratamento de defeitos ósseos.
Processamento e caracterização de esferas de quitosana/PVA com incorporação de Cisplatina para potencial aplicação em liberação controlada de fármaco
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-30) Souza, Juliana Bié Ferreira de; Costa Júnior, Ezequiel de Souza; Costa, Hermes de Souza; http://lattes.cnpq.br/1272237997189988; http://lattes.cnpq.br/8108524028271329; http://lattes.cnpq.br/7426301673838277; Costa Júnior, Ezequiel de Souza; Costa, Hermes de Souza; Azevedo, Danielle Marra de Freitas Silva; Oliveira, Agda Aline Rocha de
Câncer é um conjunto de doenças nas quais existe a multiplicação desordenada de células. A quimioterapia está entre os métodos convencionais de tratamento do câncer na qual a Cisplatina é um dos fármacos que possuem alvo terapêutico no DNA. Um dos métodos que está sendo utilizado para o tratamento do câncer é o sistema de liberação controlada de fármacos que apresenta biomateriais como agentes facilitadores. A quitosana, por possuir grupamentos que podem sofrer modificações, apresenta boa escolha para a liberação controlada de fármacos. Uma alternativa para melhorar as propriedades mecânicas e de degradação química da quitosana é o PVA (Poli álcool vinílico). O objetivo desse trabalho é desenvolver blenda polimérica à base de quitosana e PVA, para utilização potencial como biomaterial para liberação controlada de cisplatina. Para a produção das esferas de quitosana/PVA foi feita a dissolução de quitosana em ácido acético. As esferas ficaram imersas na solução e depois foram lavadas em água destilada. Houve adsorção da Cisplatina nas esferas de quitosana/PVA em autoclave. As esferas de quitosana/PVA foram caracterizadas por FTIR e microscopia eletrônica de varredura. A avaliação da adsorção da Cisplatina em Quitosana/PVA foi realizada por ensaios Microscopia Eletrônica de Varredura, FTIR e UV-visível. Observa-se o tamanho das microesferas de Quitosana/PVA através da realização do MEV e a presença de superfície regular com pouca porosidade, compatíveis com microesferas de quitosana reticuladas com PVA. Pode-se concluir que o complexo Quitosana/PVA apresenta comportamento de veículo para liberação de fármaco.
Análise das propriedades mecânicas e tribológicas de um aço baixa-liga (C-Mn-Si-Cr) com 0,26% de carbono e microestrutura multiconstituida
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-30) Gomes, Marlos Henrique Alves; Pinheiro, Ivete Peixoto; Vieira, Almir Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/5618358423068205; http://lattes.cnpq.br/6117501358477717; http://lattes.cnpq.br/7753986711626002; Silva, Ernane Rodrigues; Cruz Junior, José Alberto
Aços de alta resistência são amplamente aplicados em partes estruturais que exigem propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste abrasivo. O desgaste é uma das falhas mais comuns que ocorrem em componentes mecânicos. Aços baixa-liga oferecem combinação entre baixo custo relativo e desempenho que tornam concorrentes de aços altamente ligados, ferros fundidos e cerâmicos. Tendo em vista o desenvolvimento de novas classes de aços que visam minimizar os efeitos causados pelo desgaste abrasivo, o presente trabalho foi proposto. Os objetivos principais foram obter quatro estruturas multiconstituídas (bainita, ferrita e constituinte MA) de um aço 0,26%C-1,13%Mn- 0,92%Si-0,72%Cr-0,29%Mo-0,18%Ni-0,17%Cu e comparar suas propriedades mecânicas e tribológicas com as de uma estrutura composta por martensítica revenida, típica dos aços resistentes ao desgaste. Pretende-se também avaliar a influência da fração volumetria de austenita retida na resistência ao desgaste através do efeito TRIP. As temperaturas dos tratamentos térmicos escolhidas foram 940°C, 900ºC, 860ºC e 820ºC por 10 minutos, seguido de resfriamento rápido para a temperatura de transformação bainítica de 400ºC por 5 minutos e, finalmente, resfriamento em água. A estrutura martensita revenida foi obtida por austenitização a 940ºC por 10 minutos seguida de têmpera em óleo e revenimento a 250ºC por 2 horas. Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram empregadas para analisar as microestruturas obtidas. A quantidade de austenita foi medida pela técnica das Intensidades Integradas de raios-X e dos demais constituintes por contagem de pontos. Para avaliar propriedades mecânicas após os tratamentos térmicos foram realizados ensaios de dureza e ensaios de tração à temperatura ambiente. A resistência ao desgaste abrasivo foi avaliada por meio de ensaios de microabrasão. As estruturas multiconstituídas apresentaram ductilidade superior à da estrutura martensita revenida, mas possuem dureza e resistência mecânica inferior. Entretanto, os resultados de ensaios de microabrasão mostram que essas estruturas possuem resistência ao desgaste superior à da estrutura martensita revenida.
Estudo do efeito do acúmulo de sujidade na eficiência de módulos fotovoltaicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-09-30) Lemos, Lucélio de Oliveira; Ferreira, Ângela de Mello; Jota, Patrícia Romeiro da Silva; http://lattes.cnpq.br/0977994271668461; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/0192243776932421; Batista, Ana Paula; Silva, Sidney Nicodemos da; Avelar, Henrique José
O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje uma das alternativas energéticas mais promissoras. Dentre as diversas aplicações da energia solar, a geração direta de eletricidade através do efeito fotovoltaico, se apresenta como uma das formas mais ecologicamente corretas de gerar energia elétrica. Os módulos fotovoltaicos estão sujeitos a ação da poluição, empoeiramento e demais fatores naturais, que dificultam ou reduzem a incidência dos raios solares nas fotocélulas prejudicando sua eficiência, o que fica claro, quando comparamos as medidas elétricas entre módulos fotovoltaicos com sujidade e limpos. Neste trabalho, além da simulação de sujidade em diferentes módulos fotovoltaicos, estudou-se a influência do acúmulo de sujidade no desempenho de um módulo fotovoltaico instalado no CPEI - CEFET/MG - campus II, há mais de oito anos, gerando energia elétrica por conversão fotovoltaica, sem manutenção de limpeza. Importante ressaltar que neste caso, o módulo foi retirado do gerador fotovoltaico em condições normais de trabalho e caracterizado, quanto à eficiência, antes e após a limpeza de sua superfície. A sujidade acumulada foi caracterizada quanto a sua composição química, biológica e mineralógica. A composição da sujidade mostrou grande quantidade de matéria orgânica, formando biofilme, que provoca redução da transmitância na cobertura dos módulos fotovoltaicos e dificulta a manutenção de limpeza. A comparação entre a superfície do módulo, antes e depois de limpo, mostrou a importância de se estudar e identificar a diferença dos parâmetros elétricos afetados pela sujidade, como biofilmes, que resistem à limpeza natural gerando uma perda de mais de 10 % na potência elétrica durante a conversão fotovoltaica. Com o objetivo de facilitar a caracterização e comparação dos parâmetros elétricos, foi desenvolvido um sistema de teste e medição de forma a calcular e armazenar dados da curva de corrente e tensão (I-V). Os dados arquivados foram analisados e são apresentados no decorrer desta dissertação. Esta pesquisa visa avaliar o efeito da sujidade e identificar as características da sujidade existente no sitio analisado, contribuindo com a melhoria da eficiência na conversão da energia irradiada pelo sol em energia elétrica e a redução nos custos de manutenção dos painéis fotovoltaicos.
Análise comparativa das propriedades e das microestruturas de um aço TRIP 800 e uma aço de baixo carbono após operações de conformação de chapas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-10-07) Santiago, Roberta Silveira; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/6136639678756368; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Costa, Maria Celeste Monteiro de Souza; Dumont, Marcello Rosa
A estampagem é uma operação de conformação mecânica de grande importância no processo industrial automotivo. Por meio desse processo são confeccionados diversos componentes, estruturas e carrocerias. Dentro desse contexto, esse trabalho consistiu na análise comparativa das propriedades mecânicas, do comportamento e das características microestruturais de componentes automotivos denominados reforços da longarina, fabricados em um aço de baixo teor de carbono e um aço TRIP 800 submetidos a operações de deformação plástica. Para tal, tais materiais foram caracterizados mecanicamente e microestruturalmente por meio de ensaios de tração, dureza, dobramento, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Nestes componentes foram estudadas oito regiões consideradas críticas, onde há maior concentração de tensões e consequentemente maior probabilidade de ocorrência de descontinuidades como trincas. Quando comparado ao aço de baixo teor de carbono, observou-se que o aço TRIP 800 apresentou propriedades mecânicas superiores, com maior resistência mecânica e ductilidade. Em termos de dobramento, foi observado que, para ambos os aços, para os dois raios de dobramento avaliados, a região próxima à superfície externa de dobramento apresentou resultados de dureza mais elevados que região próxima à superfície interna. Observou-se também que o retorno elástico dos materiais foi mais elevado com o aumento do ângulo e do raio de dobramento e que, para o aço TRIP, este fenômeno foi superior àquele determinado para o aço de baixo carbono. Para os reforços de longarina fabricados em ambos os aços, as regiões que apresentaram maiores valores de dureza foram as que, estimativamente, sofreram maior solicitação. Por fim, verificou-se que é possível simular grande parte dos resultados das operações reais de estampagem em laboratório, por meio de ensaios de dobramento e tração, reduzindo investimentos e tempo gastos pelas indústrias em protótipos e estudos mais detalhados.
Desenvolvimento de fosfato de cálcio trifásico para adsorção de CO2 em leito fluidizado por meio da técnica Pressure Swing Adsorption (PSA)
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016-10-31) Gonçalves, Eduardo Accoroni; Silva, Sidney Nicodemos da; Pinheiro, Ivete Peixoto; http://lattes.cnpq.br/6117501358477717; http://lattes.cnpq.br/7979338384555091; http://lattes.cnpq.br/0285698634586879; Silva, Sidney Nicodemos da; Pinheiro, Ivete Peixoto; Ferreira, Ângela Mello; Galvão, Breno Rodrigues Lamaghere
Adsorventes à base de fosfato de cálcio não são muito comuns em sistemas de captura de CO2. Tendo em vista esse fato, o presente trabalho propõe o estudo de um composto cerâmico à base de fosfato de cálcio, denominado Fosfato de Cálcio Trifásico (FCT), composto por Fosfato de Cálcio Amorfo (ACP); Fosfato Tricálcico (?- TCP) e Hidroxiapatita (HA). O FCT representa uma tentativa de aprimoramento dos adsorventes de fosfato de cálcio formados em temperaturas abaixo de 400ºC. Essa pesquisa teve como principais objetivos a sintetização e caracterização do FCT, e a simulação das condições de emissão de CO2 de uma chaminé, comparando os resultados obtidos para o FCT exposto ao CO2 em um leito fluidizado com o comportamento do ACP descrito em resultados de estudo anterior. Para realização dos ensaios, aprimorou-se o sistema de leito fluidizado que injeta o CO2 e o ar comprimido em proporções específicas, simulando a emissão de gases liberados pela queima de carvão por chaminés industriais. Para este experimento foi adotada a técnica de adsorção por pressão balanceada - PSA. O equipamento utilizado foi desenvolvido considerando a metodologia Conceiving, Designing, Implementing, Operating - CDIO sendo composto por três colunas para fluidização interligadas através de válvulas de admissão e escape, nas quais são depositados os adsorventes em pó (FCT). Nesse equipamento estão acoplados dispositivos que permitem medições da composição e vazão dos gases de forma contínua sem a necessidade de interrupção do fluxo quando é executada a troca do pó adsorvente. Foram feitas quantificações dos níveis iniciais de CO2 (13±1%) com avaliação da adsorção em ciclos de até 300 minutos à temperatura ambiente, alternando-se a coluna com o adsorvente em cada ciclo. A comparação dos resultados de adsorção do FCT e do ACP saturados com CO2 mostrou uma eficiência maior do ACP, com um aumento substancial na taxa de adsorção durante os primeiros 120 minutos, reduzindo a concentração a 5,4% vol. CO2 e, a partir deste ponto, ocorre a saturação até o final do ciclo. A taxa de adsorção do FCT reduz a concentração ao valor aproximado de 8% vol. CO2, ocorrendo a saturação a partir desse ponto até o fim do ciclo. Essa diferença percentual entre o FCT e o ACP revelou uma redução da reatividade do FCT ao CO2 em relação ao ACP para adsorção à temperatura ambiente. Palavras-Chave: Mitigação, CO2, FCT, Adsorção PSA.
Nitretação por descargas elétricas do aço AISI 4140 utilizando diferentes categorias de ureia
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-03) Nicesio, Isa Carla; Silva, Ernane Rodrigues da; http://lattes.cnpq.br/7603285707049938; http://lattes.cnpq.br/5071823920110542; Costas Júnior, Ezequiel de Souza; Santos, Rogério Felício dos
A nitretação por descargas elétricas (NDE) vem despontando como uma alternativa de baixo custo, que promove a junção do processo de usinagem por descargas elétricas com o de tratamento superficial, num mesmo equipamento e ao mesmo tempo. A solução aquosa contendo nitrogênio, utilizada como fluído dielétrico, sofre transformação devido ao complexo processo termoelétrico que ocorre durante a usinagem, formando nitretos de ferro. Ao longo do desenvolvimento do processo de NDE surgiram muitos questionamentos. Um deles é a influência da categoria da ureia utilizada na solução aquosa do fluido dielétrico como fonte de nitrogênio para o processo de nitretação. Este trabalho objetiva avaliar a interferência de diferentes categorias de ureia no processo de NDE em amostras de aço AISI 4140. Para tanto, foram utilizados três tipos de ureia: fertilizante, farmacológica e padrão analítico. A nitretação foi realizada em uma máquina de eletroerosão por penetração, usinando amostras de aço mergulhadas em soluções aquosas de ureia na concentração de 20 gramas por litro e utilizando eletrodos de cobre e de grafita. Observou-se a formação de duas camadas principais no processo: zona refundida (ZR) e zona afetada pelo calor (ZAC). A espessura destas camadas foi avaliada via microscopia óptica, sendo também avaliada a microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a categoria da ureia utilizada influencia significativamente na espessura da camada nitretada. Para a ZAC a ureia de padrão analítico, associada ao eletrodo de cobre, propiciou a formação de uma camada com quase o dobro de espessura se comparada aos experimentos que utilizaram ureia fertilizante. Quando se empregou eletrodo de grafita não foi observada variação significativa na espessura da ZAC. Os valores da dureza não sofreram variações expressivas. As diferentes categorias de ureia utilizadas não interferiram significativamente na taxa de remoção de material (TRM) visto que a condutividade elétrica das soluções aquosas preparadas se manteve baixa. Palavras-chave: Nitretação por descargas elétricas, ureia, aço AISI 4140, usinagem por descargas elétricas.
Influência do tipo e de parâmetros de tratamento intercrítico na microestrutura e no comportamento mecânico de aços bifásicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-07) Silva, Nayara Aparecida Neres da; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/8229230713584828; Silva, Leonardo Roberto da; Aguilar, Maria Teresa Paulino; Santos, Leandro de Arruda
Os aços bifásicos ou dual phase (DP) surgiram como uma solução alternativa com grandes vantagens aos aços convencionais, pois combinam alta resistência mecânica e boa conformabilidade. As propriedades mecânicas desses aços estão diretamente relacionadas às suas características microestruturais: tipo, quantidade, morfologia e distribuição dos constituintes, que, por sua vez, dentre outros aspectos, dependem dos parâmetros de processamento utilizados, principalmente do tipo de tratamento térmico realizado. Nesta pesquisa, foi avaliada a influência dos tratamentos intercríticos direto e contínuo, do tempo de encharque e da temperatura de recozimento na microestrutura e no comportamento mecânico de aços bifásicos. Análises da microestrutura após os tratamentos térmicos de recozimento intercrítico direto e contínuo foram realizadas por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização mecânica foi conduzida por ensaios de dureza, tração e ultramicrodureza. Análises sobre o encruamento do material foram realizadas com o auxílio das abordagens: método de linearização da curva ? x ?, taxa de encruamento, expoente de encruamento instantâneo e análise de Crussard-Jaoul. Avaliações do comportamento a deformação na tração em diferentes magnitudes também foram realizadas com o auxílio da penetração instrumentada e MEV. Finalmente, foi verificado que a microestrutura e as propriedades mecânicas das amostras tratadas por recozimento intercrítico direto foram mais influenciadas pelos efeitos do tempo e da temperatura intercrítica. Em geral, elevados valores de dureza na interface ferrita/martensita foram observados. A análise de Crussard-Jaoul mostrou-se mais completa para a análise do encruamento. Palavras-chave: Aços bifásicos, tratamento térmico intercrítico, microestrutura, propriedades mecânicas.
Desenvolvimento de rotas de reciclagem de placas de circuito impresso de telefones móveis com extração química de cobre, estanho e níquel
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-16) Ribeiro, Simone Ferreira; Calado, Claudinei Rezende; Silva, Sidney Nicodemos da; http://lattes.cnpq.br/7979338384555091; http://lattes.cnpq.br/6082489292832913; Calado, Claudinei Rezende; Silva, Sidney Nicodemos da; Garcia, Cleverson Fernando; Binatti, Ildefonso
A constante demanda por novos produtos e a rápida obsolescência das tecnologias de informação e comunicação tem aumentado o descarte de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Pretende-se contribuir para a diminuição desses resíduos e evitar a disposição final sem tratamento em aterros sanitários. Uma rota hidrometalúrgica com utilização de reagentes de baixo custo para obter compostos derivados de cobre, níquel e estanho das placas de circuito impresso (PCI) de telefones celulares e smartphones é apresentada nesse trabalho. A escolha desses metais foi feita devido à maior disponibilidade dos mesmos nas placas e também porque o cobre e o níquel, principalmente, são metais de amplo uso e aproveitamento econômico. E, ainda, o cobre tem sido importado pelo Brasil nos últimos anos. Esse projeto visou obter uma rota hidrometalúrgica usando um ácido oxidante forte, de baixo custo, diminuindo os custos e o número de etapas. Assim, os métodos empregados foram: processamento mecânico simples seguido de lixiviação com hidróxido de sódio para degenerar a resina reduzindo os custos com cominuição fina, necessária para liberação dos metais; uma segunda lixiviação com ácido nítrico para oxidar e solubilizar os íons metálicos. Ensaios de Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) e Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (EDX) foram empregados para a caracterização da composição química dos contatos elétricos, soluções de lixiviação básica e ácida e de seus respectivos resídos insolúveis. Micrografias das placas foram feitas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados demonstraram que a rota escolhida foi eficiente mostrando que o ácido nítrico é um reagente versátil e eficaz para oxidação de metais de base como cobre, níquel e estanho.
Influência da degradação por temperatura no desempenho de células fotovoltaicas orgânicas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-20) Silva, Júlio Cesar Madureira; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Calado, Claudinei Rezende; http://lattes.cnpq.br/6082489292832913; http://lattes.cnpq.br/0783179484317105; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Calado, Claudinei Rezende; Avelar, Henrique José; Oliveira, Paulo José Pereira de
Células fotovoltaicas orgânicas (Organic Solar Cells - OSC) integram a mais recente geração de dispositivos fotovoltaicos. Suas características de flexibilidade e leveza aliadas ao emprego de técnicas mais simples de processamento, além da possibilidade de uso de materiais mais abundantes ampliam o nicho de aplicações de dispositivos fotovoltaicos e diminuem consideravelmente o custo do dispositivo. Embora estudos ainda estão sendo conduzidos com o intuito de entender os mecanismos de degradação destes dispositivos, grande avanço já foi obtido em relação à extensão de sua vida útil com o uso de camadas de barreiras de proteção apropriadas (e.g. proteção contra oxigênio e raios UV). Essa longevidade, atualmente na faixa de 2-3 anos, trouxe a necessidade de proposição e realização de testes acelerados para previsão de vida útil que atendam as características próprias desta tecnologia, já que os mecanismos de degradação que ela enfrenta são maiores que a tecnologia que utiliza o silício. A montagem de normas próprias para a previsão de vida útil de OSC passa pela realização de ensaios em conjunto por diferentes laboratórios, usando dispositivos com diferentes tipos de materiais, mas obedecendo a protocolos comuns. Já o estabelecimento de procedimentos de testes mais sofisticados e relevantes depende da quantidade de dados reportados, o que segundo a literatura analisada, ainda é muito pouco. A literatura afirma que o processo de degradação em OSC pode ter uma natureza química e desta forma apresenta um comportamento descrito pelo modelo Arrhenius (i. e. decaimento através de uma função exponencial). Utilizou-se neste trabalho um estudo acelerado de degradação por temperatura a fim de estimar a duração da vida útil de OSC baseado no sistema conhecido como "T80" que avalia a degradação ocorrida até o ponto de 80% do valor inicial. Diferentemente de outros estudos apresentados, o método utilizado avalia simultaneamente a degradação utilizando três temperaturas, além da temperatura ambiente. Este trabalho também conta com um aparato próprio que possui as características de portabilidade, menor custo e boa escalabilidade para o desenvolvimento de projetos futuros. Os resultados apresentados indicaram elevada taxa de degradação dos parâmetros eficiência (PCE) e corrente de curto circuito (ISC) para as células degradadas a 85 e 100° C. Apenas uma célula degradada a 70° C apresentou degradação do parâmetro eficiência (PCE) inferior a 20 % durante o período de 1008 horas (42 dias) de análise.
Estudo do efeito de mudanças na trajetória de deformação no endurecimento do aço BH 180
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-21) Santos, Luís César dos; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/2824296616017570; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Silva, Leonardo Roberto da; Campos, Haroldo Beria
O endurecimento de materiais decorrente do efeito bake hardening é reconhecido por depender de diversos fatores, dentre os quais, a quantidade de deformação plástica prévia, assim como a temperatura e o tempo de encharque adotados durante o tratamento térmico. Considerando esses aspectos, este trabalho apresenta o estudo do efeito bake hardening em amostras do aço BH180 mediante a aplicação de diferentes modos de deformação plástica (tração, cisalhamento, laminação e estampagem), quantidade de pré-deformação plástica efetiva e direção de solicitação mecânica (0°DL e 90°DL, direção de laminação). Os resultados indicaram o endurecimento do aço BH180 para todas as rotas de processamento mecânico que utilizaram o esforço de tração. Para o cisalhamento foi observado endurecimento e amaciamento, sendo notado endurecimento para os carregamentos que utilizaram o esforço cisalhante como modo de deformação após o tratamento bake hardening, sendo isso auxiliado pela pré-deformação composta pelas operações de laminação e de estampagem. Já para a condição em que o cisalhamento foi utilizado como modo de pré-deformação e de recarregamento constatou-se o amaciamento quando o carregamento foi realizado a 90°DL e endurecimento a 0°DL. Quando a pré- deformação foi composta por laminação e cisalhamento com posterior recarregamento em cisalhamento verificou-se que o encruamento foi o responsável pelo endurecimento total adquirido nesta condição.
Influência dos teores de Mg, Sr e Ti nas propriedades mecânicas da liga de alumínio A319
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-03-30) Pimenta, Adriene Anita dos Santos; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/0086382841089841; Lopes, Wellington; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Costa, Maria Celeste Monteiro de Souza; Neves, Leonardo
As propriedades mecânicas dos materiais metálicos dependem de diversos parâmetros, tais como a composição química e o estado inicial. Considerando esse aspecto, este trabalho apresenta o estudo do comportamento mecânico realizado a a partir de ensaios de tração, compressão e durezas Brinell e Vickers da liga de alumínio A319 após a variação da composição química dessa liga em termos dos teores de Mg, Sr e Ti, a partir do controle da adição isolada e combinada desses elementos químicos nos estados bruto de fundição e após tratamento térmico do tipo T7. Os resultados dos ensaios de tração e de dureza indicaram que a adição de Ti foi responsável pela maior variação das propriedades mecânicas, seguida da liga com adição de Sr e de Mg, enquanto a liga com a combinação desses três elementos apresentou os menores valores para os parâmetros de resistência mecânica investigados neste trabalho.
Influência das dimensões da peça na evolução do desgaste de ferramentas de corte no processo de fresamento
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-04-25) Bustamante, Guilherme Duca; Santos, Sandro Cardoso; http://lattes.cnpq.br/6898188197618037; http://lattes.cnpq.br/0282040014956995; Santos, Sandro Cardoso; Silva, Leonardo Roberto da; Maia, Luis Henrique Andrade
Os processos de usinagem apresentam inúmeras variáveis que necessitam de maior investigação para melhor compreensão do comportamento na interface peça e ferramenta de corte. Dentre os processos, destaca-se o fresamento muito utilizado nas indústrias caracterizado pela alta taxa de remoção de material e corte interrompido. A característica interrompida do fresamento submete a ferramenta de corte a flutuações de cargas mecânicas e térmicas, que promovem o aparecimento de uma série de desgastes e avarias nesta. O número de entradas e saídas da ferramenta geram ciclos térmicos que a deixa mais suscetível à fragilização. Dentre as avarias, as trincas de origem térmica são particularmente importantes. Neste trabalho foi avaliada a influência do número de entradas e saídas da ferramenta de corte relacionada com a dimensão da peça no desgaste de ferramentas de metal duro no processo de fresamento. Para isso, fixaram-se todos os parâmetros de corte e barras de aço SAE1045 com diferentes comprimentos foram fresadas com aplicação de ferramentas de metal duro com diferentes tenacidades. Após a usinagem das peças, as ferramentas foram analisadas por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com a identificação e quantificação das formas e mecanismos de desgaste além do desempenho de cada tipo de ferramenta. Em geral, observou-se o número de entradas e saídas da ferramenta sobre a peça como fator de maior relevância na evolução do desgaste. Dentro de cada classe de ferramenta, a diferença de desgaste da ferramenta de corte de uma peça de maior comprimento para uma de menor é pouco significativo para o ciclo de corte realizado. O desempenho das ferramentas foram semelhantes com um maior desgaste identificado na classe de menor tenacidade.

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