PPGEM - Doutorado em Engenharia Mecânica

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Análise de propriedades mecânicas de pastas de cimento aditivadas com Óxido de Magnésio e Látex SBR
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-18) Ramalho, Ramón Victor Alves; Alves, Salete Martins; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; https://orcid.org/0000-0002-2659-4746; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; http://lattes.cnpq.br/4464923939795989; Santiago, Rodrigo César; http://lattes.cnpq.br/6823966481089536; Costa, Bruno Leonardo de Sena; http://lattes.cnpq.br/8841158786789727; Pereira, Dennys Salvino Sérgio
Vazamentos através da bainha de cimento têm sido um problema persistente e crônico na indústria do petróleo há décadas. Assim, diversos aditivos são utilizados para fortalecer a matriz cimentícia e proporcionar melhor adequação da pasta ao cenário do poço. A retração por secagem causada pela perda de água e consolidação do gel é uma séria desvantagem do cimento Portland. Essa retração é capaz de formar microfissuras quando as tensões são superiores à resistência à tração do cimento, o que aumenta significativamente a permeabilidade deste material. O Óxido de Magnésio (MgO) é um aditivo capaz de reduzir a retração por secagem através de substituições estruturais na matriz de cimento. O Látex SBR é um aditivo amplamente utilizado para evitar a migração de gases pois reduz a perda de fluidos, aumenta a resistência a ácidos e melhora as ligações microestruturais do cimento. Com base nisto, este trabalho avalia a influência dos aditivos MgO e Látex SBR utilizando planejamento de experimentos. Os resultados confirmam os efeitos do MgO e do Látex SBR na redução de cenários favoráveis aos vazamentos e apontam forte influência do MgO na redução da retração por secagem e da formação de géis. Indicam que o MgO é pouco determinante na resistência à compressão nas primeiras fases de cura mas tem atuação importante ao longo da cura e também oferece forte influência a resistência ao cisalhamento da pasta. Mostram que o Látex SBR é um aditivo capaz de reduzir a resistência à compressão através do aumento da elasticidade da pasta e que apresenta reduzida influência prática à esforços cisalhantes. A partir dos resultados obtidos, é possível determinar melhores condições de formulação de pastas que utilizam MgO e/ou Látex SBR aplicáveis em operações de cimentação de poços de petróleo.
Análise tribológica de compósitos à base de cBN e WC empregando como ligante um sinterizante inovador
(2018-12-17) Souza, Dyego Monteiro de; Filgueira, Marcello; Medeiros, João Telesforo Nóbrega de; ; ; ; Cavalcante, Danielle Guedes de Lima; ; Mashhadikarimi, Meysam; ; Souza, Roberto Silva de; ; Alves, Salete Martins;
Com o desenvolvimento dos processos de fabricação, a indústria metal mecânica vem cada vez mais demandando avanços, principalmente na modernização das máquinas operatrizes e na evolução constante das ferramentas de corte. Nas ferramentas de corte, um dos principais focos são os materiais utilizados, onde busca-se a diminuição do consumo energético, melhor acabamento da peça final e uma maior vida útil da ferramenta. Os compósitos de WC amplamente utilizados, e o cBN, que já vem sendo estudado desde o final do século XX, vem em contínuo desenvolvimento buscando a otimização, assim como melhoria nas propriedades físico-químicas e mecânicas (dureza, tenacidade à fratura) em decorrência dos mais diversos materiais a serem usinados. Dentro deste escopo, este trabalho se propõe a estudar o desgaste dos pares tribológicos compósito WC - AISI 4140 e cBN - AISI 4140, visando assim, identificar a faixa de dureza ao qual esses matérias apresentam um melhor comportamento tribológico, para isso utilizou-se o ensaio com configuração pino sobre disco, tendo como pino (corpo de prova) um cilindro de WC ou cBN, ambos compostos por 90% de material duro + 10% de ligante sendo este ligante, composto por 90% Nb + 10% Ni e como disco (contra corpo) o aço AISI 4140 submetido a diferentes tratamentos térmicos, sendo eles: recozimento, têmpera e têmpera seguida de revenimemto. Com intuito de analisar os resultados obtidos nestes ensaios, foram medidos através de sensores instalados a bancada pino-disco o atrito dinâmico, profundidade da pista de desgaste, temperatura próxima a região do contado. Objetivando a caracterização da superfície do par tribológico antes do ensaio, foram realizadas medidas de dureza e rugosidade na região do contato. Após os ensaios, foram feitas análises da "trilha" de desgaste em MEV, EDS, DRX. A análise tribológica realizada neste trabalho mostrou a eficiência dos compósitos testados. Através do resultado tribológico obtido para este estudo constatou-se que ocorreu o mecanismo de falha por soltura dos grãos menos sinterizados de cBN, e posterior incrustamento destas partículas sobre a matriz metálica nas condições de ensaio cBN-R e cBN-TR, justificando a baixa eficiência do cBN como ferramenta de corte para materiais com dureza inferior a 40 HRC.
Aplicação de filmes finos sobre superfície metálica para redução de desgaste em sistema de injeção de combustível
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-26) Silva, Leonardo Chagas da; Alves, Salete Martins; ; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; ; http://lattes.cnpq.br/9340758076406278; Gonçalves, Polyana Alves Radi; ; http://lattes.cnpq.br/3663954468241649; Franceschini Filho, Dante Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/4956035681407259; Filgueira, Marcello; ; http://lattes.cnpq.br/0725750287341168; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421
A presente tese busca o desenvolvimento de um novo material para o revestimento de componentes do sistema de injeção utilizado nos motores do ciclo Diesel atualmente. Para isso, estudou-se a aplicação de filmes finos de bissulfeto de molibdênio (MoS2) e nitreto de titânio (TiN), depositados em multicamadas através da técnica de magnetron sputering, e a aplicação de filmes finos de carbono tipo diamante com silício incorporado (Silicon-incorporated Diamond-like Carbon - DLC-Si), depositados em multicamadas através da técnica PECVD utilizando silano + metano. As aplicações foram realizadas em superfícies de substratos de aços SAE 1045 nitretadas, também foi utilizando um terceiro conjunto - Amostras Controle, isto é, sem revestimentos. Para avaliar o desgaste sobre as amostras, desenvolveu-se um tribômetro, do tipo cilindro sobre disco (Tribocame - Tribocam), cujo funcionamento aproxima-se do que ocorre com alguns componentes da bomba de alta pressão do sistema de injeção Common Rail (C.R.I.S.). As amostras foram submetidas a um ensaio de contato deslizante sob carga cíclica, em meio a diesel S-10 B10, durante períodos predefinidos. A caracterização mecânica e tribológica dos filmes foi realizada por meio de avaliação dos aspectos microestruturais por microscopia eletrônica, análise química semiquantitativa, espectroscopia Raman, uniformidade, além de métodos como perda mássica, rugosidade e microdureza. Os resultados mostraram pela avaliação evolutiva das imagens de microscopia, que ambos os revestimentos responderam com maior eficiência em redução do desgaste frente às amostras não revestidas. Apesar de ter tido uma alta taxa de perda de massa nos primeiros ensaios, o filme de MoS2-TiN obteve os menores valores de rugosidade ao final do último ensaio, ratificando seu potencial tribológico em redução de atrito. Para as amostras de DLC-Si, foram registrados índices de rugosidades acima do padrão de retificação. A isso está relacionado à composição da deposição desses filmes. No entanto, tais amostras obtiveram menores taxas de perda mássica e apresentaram o melhor comportamento em meio à lubrificante utilizado.
Avaliação experimental de nanolubrificante híbrido composto de Al2O3 e grafite
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-07-07) Holanda, Raphael Araújo de; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/5632792751894790; Alves, Salete Martins; ; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; Bandarra Filho, Enio Pedone; ; http://lattes.cnpq.br/8157552858330455; Almeida, Igor Marcel Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/2914541046309057
Nanolubrificantes híbridos são obtidos pela adição de dois ou mais tipos dissimilares de nanopartículas ao lubrificante base e possuem inúmeras aplicações em diversos seguimentos da engenharia. Nesta pesquisa foi avaliado uma nova composição de nanolubrificante híbrido a partir da adição das nanopartículas de Al2O3 e grafite, variando as concentrações de 0,1 g/L a 2,0 g/L na razão em massa de 50/50, a um óleo lubrificante POE para aplicação em sistema de refrigeração. As nanopartículas de alumina foram adquiridas comercialmente, enquanto que as nanopartículas de grafite foram desenvolvidas em moinho planetário de alta energia, sendo ambas as nanopartículas caracterizadas através dos ensaios de MEV, MEV-FEG, DRX, FRX, EDX e tamanho de partícula. Foram preparadas as amostras dos nanolubrificantes híbridos através do método de dois passos com duração de 24 horas na etapa de sonicação e 24 horas na etapa de agitação rotativa. Posteriormente as amostras de nanolubrificantes híbridos foram avaliadas com relação à estabilidade através dos ensaios de inspeção visual, tamanho de partícula, potencial Zeta e potencial hidrogeniônico. Também foram submetidas às análises experimentais para mensuração das propriedades termo-reológicas, através dos ensaios de densidade, condutividade térmica, viscosidade dinâmica, tensão de cisalhamento e taxa de deformação, assim como a análise de desempenho tribológico para caracterização da eficiência do nanolubrificante híbrido em comparação ao óleo lubrificante POE de referência. A partir das avaliações desenvolvidas nesta pesquisa, concluiu-se que as alterações observadas nas propriedades termo-reológicas e de desempenho tribológico dos nanolubrificantes híbridos propostos, não foram positivas em relação ao óleo lubrificante POE de referência.
Comportamento mecânico de materiais compósitos submetidos a impacto de baixa velocidade na presença de concentradores de tensão
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-27) Neto, José Lira Braga; Freire Junior, Raimundo Carlos Silverio; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de; ; ; ; Barbosa, Joelton Fonseca; ; Alves, Salete Martins; ; Amico, Sandro Campos;
Os compósitos vêm sendo amplamente utilizados em diversos setores da engenhariam devido alta resistência específica e alto módulo específico. Com a crescente aplicação de compósitos, é cada vez mais importante entender, prever e controlar suas falhas nas quais os defeitos podem desempenhar um papel fundamental. Defeitos são imperfeições de materiais gerados na fabricação ou durante serviços prolongados. Um dos defeitos mais comuns ao processamento de compósitos refere-se à formação de vazios. Os vazios causam a redução das propriedades mecânicas e por isso, torna-se importante avaliar o comportamento do material na presença deste tipo de defeito. Outro fator que pode levar a uma redução nas propriedades são os danos causados por impactos de baixa velocidade, gerando danos internos no material comprometendo sua integridade. Este trabalho tem objetivo é avaliar o comportamento devido ao impacto de baixa velocidade em compósitos poliméricos considerando concentradores de tensão (dois furos laterais ao ponto de impacto) e encontrar as propriedades mecânicas residuais destes materiais por meio do FAI (Flexural After Impact). Na análise das propriedades residuais se desmembrará os efeitos do dano e dos concentradores de tensão avaliando suas influências individuais no aumento do fator de concentração de tensão (K). Este desmembramento será realizado através de ensaios que considerem os efeitos isolados de cada caso e uma formulação que os relaciona. Além disso, também avaliará a influência do percentual de vazios no impacto e na resistência residual desenvolvendo-se dois compósitos a base de tecido de fibra de vidro-E com percentuais de vazios diferentes. Pelos ensaios realizados, verificou-se que o dano causado pelo impacto aumentou em 18% o fator de concentração do material, porém nas amostras ensaiadas com furos laterais o dano possuiu uma influência de somente 5% na diminuição da resistência residual
Desenvolvimento de ferramentas de corte auto-lubrificantes utilizando deposição de filmes finos de MoS2/TiN em multicamadas por magnetron sputtering
(2020-01-24) Libório, Maxwell Santana; Alves, Salete Martins; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; ; ; ; Feitor, Michelle Cequeira; ; Franceschini Filho, Dante Ferreira; ; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de;
A lubrificação no processo de fabricação representa até 17% no custo total da produção, sendo um fator importante para a indústria. Além do alto custo, no campo de fabricação e usinagem, o uso de fluidos de corte promovem riscos para saúde e meio ambiente. Portanto, um dos focos no estudo de lubrificantes está em substituir produtos químicos para tornar o processo cada vez mais limpo. Atualmente, a maioria das ferramentas de corte de alta velocidade apresentam revestimentos que diminui o uso de lubrificantes líquidos. Filmes sólidos lubrificantes como MoS2 são usados no controle de atrito e desgaste em aplicações tribológicas severas. Estes filmes são formados normalmente através de deposição por plasma por magnetron sputtering. Para produzir revestimento lubrificante em ferramenta de aço rápido e metal duro, neste trabalho, foi desenvolvido um processo híbrido de formação de filmes em multicamadas de nitreto de titânio (TiN) e bissulfeto de molibdênio (MoS2) usando as técnicas de deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering. Os filmes foram depositados em substratos de aço M2 e ferramentas de WC. Foram realizados os ensaios de microdureza Vickers para quantificar a resistência superficial das amostras revestidas. Caracterizações químicas e morfológicas foram usadas neste estudo para relacionar a estrutura, fases e número de camadas dos filmes com a mudança do atrito e perda de energia na forma de calor no processo de usinagem. Difração de raios-X (DRX) e Espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram usados para determinar as fases e composição dos filmes, a morfologia foi observada por meio do ensaio de Microscopia de força atômica (MFA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A rugosidade foi medida com rugosímetro portátil e após os processos de deposição das camadas nos discos de aço M2 a avaliação do coeficiente de atrito foi feita por ensaio de HFRR e nas ferramentas de WC foi realizado o ensaio de usinagem em torno convencional. Neste ensaio foram apresentados resultados favoráveis a lubricidade do material, apresentando menor perda de energia em forma de calor e consequentemente, diminuição do atrito, o que resulta em aumento de vida útil e menor possibilidade de formação de trincas térmicas nas ferramentas submetidas ao processo híbrido (deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering) apresentado neste trabalho.
Desenvolvimento de ferramentas de corte autolubrificantes compostas por WC-Co e lubrificantes sólidos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-02-26) Albano, Wendell; Alves, Salete Martins; Filgueira, Marcello; ; ; ; http://lattes.cnpq.br/4444267211330113; Melo, Anderson Clayton Alves de; ; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; Ventura, Carlos Eiji Hirata;
Atualmente existe uma tendência na indústria que visa reduzir ou até mesmo eliminar o uso de corte em operações de usinagem. Sabe-se que o uso e o descarte desse material, ao fim de sua vida, prejudicam o meio ambiente. Com o propósito de diminuir o dano ambiental, a técnica de corte a seco vem sendo empregada em algumas operações de usinagem. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de ferramentas de corte autolubrificantes e visa a aplicação das mesmas em operações de usinagem a seco. Nesse caso, ferramentas de metal duro foram produzidas pela técnica de Sinterização por Plasma Pulsado (SPS – Spark Plasma Sintering), que tem por características consolidar estruturas constituídas por pós pela aplicação simultânea de pressão e temperatura. Os lubrificantes sólidos estudados para inserir características autolubrificantes nas ferramentas foram o Bissulfeto de Molibdênio (MoS2) e o Grafite (C). As amostras com diferentes composições foram sinterizadas num formato cilíndrico para se investigar o efeito da adição dos lubrificantes sólidos em suas propriedades de dureza, resistência à compressão e resistência ao desgaste. As composições com melhores resultados foram selecionadas para uma segunda etapa, a sinterização de ferramentas de corte com geometria comercial. As composições com MoS2 não se destacaram nas caracterizações iniciais, não sendo, portanto, selecionadas para a segunda etapa. Assim, foram produzidos insertos com geometria SNGN 12 04 12 compostas apenas por WC - 10% Co e Grafite. Em seguida, esses insertos foram avaliados em ensaios de torneamento a seco da liga de alumínio 6351 T6, tendo produzido resultados considerados satisfatórios de maneira a caracterizar as ferramentas como autolubrificantes.
Estudo do efeito da moagem com a adição da alumina no metal duro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-04-29) Leal, Erisson Aparecido de Deus; Costa, Franciné Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/7599101450686139; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/1435330862718379; Tavares, Elcio Correia de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/4400396552273448; Alves, Salete Martins; ; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225
O compósito WC-Co (metal duro), assim como a cerâmica alumina são largamente utilizadas como ferramentas de corte na indústria de metal-mecânica e de petróleo, mineração e construção civil devido a sua alta dureza, alta resistência a abrasão e sob alta temperatura. Este trabalho investiga a adição de 1, 2, 5 e 10% em massa de Al2O3 a um pó compósito WC-Co com 10% em massa de Co. O efeito da preparação dos pós compósitos por mistura manual e moagem de alta energia e a influência da temperatura de sinterização na densidade e microestrutura dos compactos sinterizados também foram investigados. Um moinho planetário pulverissete 7 de alta energia foi usado para preparar todos os pós utilizando um recipiente com bolas de metal duro e álcool etílico a 99% sob 400 rpm por 50 h, exceto o pó WC-10%Co com 5% em massa de Al2O3 que teve também uma carga de pó moída para 30 h. Amostras de pós foram colhidas após 2, 6, 10, 20 e 30 h durante a moagem e por mistura manual para servir de referência. Compactos verdes com 5,04 ± 0,2 mm de diâmetro foram prensados a 200 MPa em uma matriz uniaxial cilíndrica de aço inoxidável. Estes, foram sinterizados em um dilatômetro a 1400 oC e 1550 oC por 1 h sob atmosfera de argônio e taxa de aquecimento de 10 oC/min. Todos os pós e os compactos sinterizados foram caracterizados usando técnicas de distribuição de tamanho de partícula, DRX, MEV, EDS, medidas de densidade, densificação, contração dilatométrica e de dureza Vickers. Os compactos de pós compósitos WC10%Co-Al2O3 com adição de 5 e 10% de Al2O3 exibem maior densidade e densificação sob maior temperatura, porém a densidade máxima alcançada foi de 70% da densidade teórica tanto quando moídos por 50 h quanto para misturados a 10 minutos. Todavia, os compactos de pós compósitos WC-10%Co-5%Al2O3 moídos por 30 h sinterizados a 1550 °C exibem microestruturas mais densas alcançando 91% da densidade teórica e uma densificação de 87%, bem como uma dureza de 500 HV.
Funcionalização de tecidos de malhas e filmes de quitosana com Ximenia Americana L. para o uso antimicrobiano
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-06-28) Costa, João Batista Sousa; Alves, Salete Martins; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; https://orcid.org/0000-0002-2659-4746; http://lattes.cnpq.br/3682962930509154; Rocha, Brismark Goes da; Morais, João Paulo Saraiva; Deus, Katherine Carrilho de Oliveira
A demanda por têxteis funcionais, como tecidos e filmes poliméricos antimicrobianos, ambientalmente mais seguros, tem sido ampliada. Assim, os compostos químicos que acarretam riscos para o ambiente e para o homem podem ser substituídos por produtos naturais. Como esses produtos são seguros e não tóxicos, são uma alternativa de grande importância principalmente para os têxteis da área médica. Portanto, diante das diversas substâncias naturais, se tem uma das plantas utilizadas na medicina popular, a Ximenia Americana L., bem como outras, entre elas a quitosana proveniente dos crustáceos. Essas substâncias apresentam as propriedades de biodegradabilidade, biocompatibilidade e ação antibactericida. O presente trabalho tem como objetivo a funcionalização de tecidos de malhas e filmes poliméricos de quitosana com Ximenia Americana L para o uso antimicrobiano. A funcionalização nas malhas foi realizada usando dois métodos: esgotamento (alt) e impregnação (foulardagem). Os filmes poliméricos de quitosana foram produzidos pelo método de evaporação de solvente, conhecido como método de fundição por solvente. Todos os materiais funcionalizados foram caracterizados por diversas técnicas nomeadamente, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG), força colorística, resistência à tração e atividade antimicrobiana. Para os filmes poliméricos, foram feitas as medidas de espessura, umidade e opacidade, além das caracterizações já citadas. Com relação à caracterização antimicrobiana, todos os tecidos funcionalizados mostraram-se bactericidas para as bactérias Staphylococus Aureus (S. Aureus), pois formaram halos de inibição, mostrando assim que elas não se proliferaram. Já nos filmes de quitosana com Ximenia, houve formações de halos maiores, demonstrando que esses têm propriedades melhores. Diante dos resultados, conclui-se que a funcionalização se mostrou eficaz para os objetivos deste trabalho, pois todos os têxteis (tecidos e filmes) apresentaram caráter anti-bactericida.
Lubricidade de biodiesel e sua associação com a vibração e nível de pressão sonora oriundos do contato esfera-plano sob deslizamento alternado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-24) Farias, Aline Cristina Mendes de; Alves, Salete Martins; Medeiros, João Telesforo Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/3206952338356447; ; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; ; http://lattes.cnpq.br/9603161534939649; Souto, Ulisses Borges; ; http://lattes.cnpq.br/5255022158676985; Oliveira Júnior, José Josemar de; ; http://lattes.cnpq.br/4263696954174963; Oliveira, Adelci Menezes de; ; http://lattes.cnpq.br/7673440916658787; Silva, Gilson Garcia da; ; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450
A lubricidade do biodiesel interfere no funcionamento normal dos sistemas de injeção diesel, principalmente dos bicos injetores, reduzindo o desgaste e elevando o tempo de vida da linha de alimentação do motor. O método HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) é um ensaio padrão para avaliação da lubricidade do diesel/biodiesel (ASTM D6079), consistindo principalmente da medição da escara de desgaste impressa na esfera numa sonda de movimento alternado sob alta frequência. Quando o desgaste se desenvolve, algumas características dinâmicas do sistema variam, resultando em desvios significativos nos padrões dos sinais de vibração, acústicos e de atrito. A aquisição e caracterização das assinaturas desses sinais obtidos durante os ensaios tribológicos representam uma importante ferramenta não intrusiva de avaliação da lubricidade desses combustíveis, cuja representação no domínio do tempo nem sempre revelam informações triviais, sendo necessária sua transformação para o domínio da frequência usando a Transformada rápida de Fourier (FFT) do sinal. A presente tese objetivou desenvolver uma forma dinâmica de avaliação de lubricidade de combustíveis (Diesel S50, Éster Metílico de Soja e blendas B10 e B20) em bancada HFRR (contato esfera-disco plano), e melhoria aos referenciais metodológicos da ASTM D6079, aplicando técnicas de análise de sinais (vibração e nível de pressão sonora) e sua associação com parâmetros disponibilizados pela norma ASTM D6079 (diâmetro da escara de desgaste) com duração de 75, 120 e 180 minutos. Os perfis e parâmetros de rugosidade e análise microscópica dos discos foram usados para melhor avaliar a influência do tempo e do combustível na evolução do desgaste do disco. Nesta avaliação, a lubricidade dos combustíveis aumentou com o teor de biodiesel utilizado e diminuiu com o aumento do número de ciclos aplicado. A análise temporal e o espectro de frequência dos sinais demonstraram sensibilidade com a mudança do combustível, o número de ciclos e, consequentemente, com a evolução do desgaste pelo uso prolongado dos combustíveis, estando, assim, correlacionados entre si e com os resultados disponíveis pela ASTM.
Obtenção de superfície seletiva do tipo armadilha ótica via oxidação por plasma eletrolítico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-20) Silva, Hugo Fernandes Medeiros da; Alves Júnior, Clodomiro; Costa, Franciné Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; ; http://lattes.cnpq.br/9696293343662583; Alves, Salete Martins; ; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Rangel, Elidiane Cipriano; ; http://lattes.cnpq.br/6885205382275380; Cruz, Nilson Cristino; ; http://lattes.cnpq.br/7157327220048138
Os coletores solares de alto desempenho são aqueles com superfícies seletivas, com alta absorção de radiação solar e com menor reflectância da radiação em forma de calor. Uma das novas estratégias para melhorar esse desempenho envolve a modificação de suas superfícies para obter estruturas na forma de armadilha ótica. Neste trabalho, a técnica de tratamento de plasma chamada de Oxidação por Plasma Eletrolítico / Plasma Eletrolytic Oxidation (PEO), foi testada para produzir porosidade em superfícies de alumínio de maneira controlada. Para isso, foi utilizada uma fonte de tensão pulsada na forma de onda quadrada aplicada na frequência 10 kHz. As densidades de corrente aplicadas foram 0,12, 0,15 e 0,17 A/cm2 . Além dessas variáveis, o ciclo de trabalho também foi alterado em 30, 50 e 70%. Cada tratamento foi realizado por diferentes tempos de duração com 2, 4 e 6 min. Posteriormente aos tratamentos, as superfícies foram avaliadas quanto a sua microestrutura, composição química e propriedades óticas. Foram produzidas superfícies porosas de óxido de alumínio, sendo essas capazes de absorver radiação na faixa do UV-Vis-NIR. Dentre todas as amostras tratadas, a amostra tratada por 6 minutos com ciclo de trabalho de 70% e corrente aplicada de 1 A, foi a amostra que se mostrou mais eficiente na absorção de radiação solar para aplicação na fabricação de coletores solares.
Otimização do processo de síntese de nanolubrificantes aditivados com CuO para ação antidesgaste
(2017-02-21) Mello, Valdicleide Silva e; Alves, Salete Martins; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; http://lattes.cnpq.br/4147387781308845; Oliveira, Adilson José de; http://lattes.cnpq.br/3158071963293362; Franceschini Filho, Dante Ferreira; http://lattes.cnpq.br/4956035681407259; Fonseca, José Luis Cardozo; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; Silva Júnior, Washington Martins da; http://lattes.cnpq.br/2993173987424895
O desafio da nanotecnologia aplicada na lubrificação automotiva está no controle e na manipulação de parâmetros de processamento para tornar possível a aplicação de nanopartículas como aditivos para lubrificantes. Tais parâmetros extrapolam apenas uma área do conhecimento, e para obter o êxito, se faz necessário trazer à esta temática conhecimentos multidisciplinares, utilizando de conceitos da química, física, mecânica e tribologia. Nessa tese, foram estudados os efeitos de diferentes parâmetros de processamento citados pela literatura que podem causar melhorias na atuação antidesgaste de nanopartículas em óleos lubrificantes, desde o tamanho, a concentração, a dispersão, o agente de modificação de superfície da partícula, o agente dispersante e a rugosidade dos corpos em contato através de um conjunto de técnicas discutidas ao decorrer do trabalho. Os resultados mostraram que a maior potência (495 W) utilizada durante a síntese de nanopartículas em micro-ondas resultou em menor tamanho de partícula e melhor dispersão no óleo, mas a forma da nanopartícula não foi influenciada. A utilização de ácido oleico, como agente de recobrimento, e tolueno, como dispersante, melhorou a dispersão das nanopartículas no óleo. Foi identificada uma faixa de rugosidade na qual as nanopartículas se depositaram nos sulcos da superfície e atuam positivamente na redução do coeficiente de atrito. Por outro lado, nas condições de baixa e alta rugosidade, o atrito e o desgaste são potencializados. A ação antidesgaste foi melhorada nos níveis mais baixos de concentração de NNP no óleo lubrificante (0,1%) não apenas em estado estacionário, mas também nas etapas de running-in. Nessa tese, após a manipulação de diversos parâmetros de processamento, foram preenchidas lacunas deixadas na literatura em relação aos mecanismos de atuação das nanopartículas quando aditivadas em óleos lubrificantes e foi possível alcançar uma condição na qual as nanopartículas se equiparam aos resultados exibidos com um aditivo comumente usado (ZDDP) .
Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
(2017-09-29) Trajano, Marinalva Ferreira; Alves, Salete Martins; ; ; Franceschini Filho, Dante Ferreira; ; Bohn, Felipe; ; Silva, Flávio José da; ; Nascimento, José Heriberto Oliveira do;
Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas estáveis inorgânicas em óleos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5 avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e taxa de deposição (30 mA- 0,8 Å/s, 40 mA- 1,3 Å/s e 50 mA- 1,51 Å/s), três diferentes concentrações, em peso, de nanopartículas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e por MEV. A dispersão das nanopartículas foi analisada por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribológico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superfícies metálicas. Além disso, este método de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispersão verificado por outras técnicas de dispersão.
Síntese e caracterização de nanopartículas superparamagnéticas para aditivação de lubrificantes industriais
(2017-03-14) Guedes, Ana Emília Diniz Silva; Alves, Salete Martins; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; http://lattes.cnpq.br/7422619497786327; Farias, Aline Cristina Mendes de; http://lattes.cnpq.br/9603161534939649; Bohn, Felipe; http://lattes.cnpq.br/9522788035526763; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; Alves, Kleber Gonçalves Bezerra; http://lattes.cnpq.br/5515185093886020
A obtenção de nanomateriais com propriedades específicas para aditivação de óleo para lubrificante industrial ainda é um desafio, mas tem gerado expectativas que podem minimizar problemas de cunho tribológico, onde o atrito e o desgaste são os principais responsáveis por falhas em equipamentos e máquinas. O objetivo desta tese foi determinar condições ótimas de síntese de nanopartículas via micro-ondas para gerar nanopartículas de óxidos de ferro com propriedades características para serem aplicadas a lubrificantes. Para tanto, variou-se potência e tempo de síntese em três niveis, para avaliar suas influências nas propriedades físico-químicas das nanopartículas. A caracterização das nanopartículas foi realizada por DRX, MEV, MET, SAXS, UV-vis, FTIR e PPMS. Após a caracterização, foram selecionadas as nanopartículas que apresentassem morfologia com tendência esférica, que não sofreram oxidação após a síntese, resultando em fases mais estáveis do óxido de ferro. Após a aditivação destes óxidos em uma base lubrificante, avaliou-se o desempenho tribológico deste ferrofluido através de tribômetro esfera sobre disco na presença e ausência de um campo magnético fixo e constante. As análises tribológicas do aço e o desempenho do lubrificante foram realizados através do coeficiente de atrito e caracterização do desgaste do disco através do MEV. O processo de síntese das nanopartículas estudado se mostrou eficiente e mais rápido que as tradicionais, com características superparamagnéticas e tamanho de grão abaixo de 15 nm. Percebeu-se ainda a existência de uma correlação entre o tamanho de grão e tempo de síntese, e que estes nano-óxidos permaneceram estáveis à oxidação ao final do processo. O recobrimento e uso de dispersante permitiu obter soluções estáveis. As SPIONS (nanopartículas superparamagnéticas), como aditivos, tiveram bom comportamento antidesgaste e redutor do atrito, podendo ser comparadas a um lubrificante comercial, tendo resultados superiores quando o nanolubrificante é exposto a um campo magnético fixo.

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Navegando PPGEM - Doutorado em Engenharia Mecânica por Autor "Alves, Salete Martins"