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Aperfeiçoamento de um esclerômetro pendular: projeto e execução
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-09-16) Bezerra, Alexandre Mateus Mendonça; Castro, Nicolau Apoena; http://lattes.cnpq.br/3740711945494961; http://lattes.cnpq.br/7408354659128613; Sousa, Fábio José Pinheiro; https://orcid.org/0000-0002-8381-8806; http://lattes.cnpq.br/9909217959915292; Costa, Francine Alves da; Macedo, Harim Revoredo de
A seleção de materiais resistentes ao desgaste abrasivo requer testes que representem as condições reais de aplicação e uso. Este fato levou ao desenvolvimento da técnica de esclerometria pendular, que permite quantificar a dureza ao risco e a energia de remoção específica de diferentes materiais. Para desenvolver a técnica esclerométrica, partindo-se de um equipamento mais simples, foram propostos e projetados os componentes de interesse, instalados os componentes elétricos, elaboradas adaptações para a realização experimental, validado o equipamento através de testes com riscamentos de amostras aço SAE 1080, vidro e Policarbonato e levantados os dados de energia específica do risco. O equipamento proposto e elaborado mostrou-se capaz de obter os dados da energia de riscamento dos materiais a serem analisados, de forma sistemática, com redução do tempo dos ensaios com relação ao equipamento original, facilidade de execução de metodologia experimental, uso de apenas um corpo-deprova, e uso de diferentes geometrias de amostras e penetradores. Os resultados de uso do equipamento sem riscamento, ou seja, referentes às perdas por dissipações diversas, sugeriram uma alta repetibilidade, com desvio padrão de 0,027 J e coeficiente de variação de 0,15. O equipamento aperfeiçoado e modificado foi considerado validado, uma vez que calculou os valores do volume removido pelo riscamento, obteve o valor da energia específica dos materiais semelhante ao previsto na literatura consultada e trouxe resultados de baixa variabilidade experimental.
Caracterização da ilmenita como fonte de obtenção de dióxido de titânio
(2018-11-07) Maia, Marcos Aurélio de Oliveira; Costa, Francine Alves da; ; ; Gomes, Uilame Umbelino; ; Silva, Gilson Garcia da; ; Souza, Marcondes Mendes de;
A produção de dióxido de titânio industrial utiliza mais de 90% dos concentrados dos minérios de titânio produzidos pelas mineradoras no mundo, sendo o mineral ilmenita a principal fonte de obtenção dessa importante matéria prima, amplamente utilizada como pigmento na indústria de tintas, plástico, papel, borracha, cosméticos, produtos farmacêuticos, dentre outros. A ilmenita (FeTiO3) é um mineral de coloração escura a marrom avermelhada, constituída teoricamente por ferro (36,8%), titânio (31,6%) e oxigênio (31,6%), e que se cristaliza no sistema hexagonal romboédrico, embora tal estrutura possa sofrer mudança para uma fase amorfa FeO, Fe2O3 e TiO2. Tendo isso em vista, este trabalho tem como finalidade caracterizar o mineral ilmenita, fonte de dióxido de titânio, do minério de ferro extraído da mina do Serrote da Pedra Preta do Município de Floresta – PE, Brasil, cujas características geológicas apresentam associações ferrotitanomagnetíticas em rochas ultramáficas. Neste estudo, as amostras na forma de rochas e de materiais particulados ou triturados foram coletadas, respectivamente, da jazida e das pilhas de minério já processados existentes na mina. Tais amostras foram rotuladas como FLO 01, para a pilha de minério grosseiro; FLO 02, para o piso da cava; FLO 03, para taludes da cava; e FLO 04, para as pilhas de minério fino. As amostras foram cominuídas e classificadas em frações granulométricas no intervalo entre > 4 mesh e ≤ 325 mesh. As alíquotas nas frações granulométricas de 150, 200 e 325 mesh foram caracterizadas por ensaios FRX, DRX, MEV- EDS após homogeneização e quarteamento. Os minerais magnéticos como magnetita e a titanomagnetita associados a ilmenita e outros compostos contaminantes como o vanádio foram identificados nos resultados analíticos. Os pós referentes a FLO 02, preparados na fração de 18 mesh, apresentaram maior percentual de TiO2 e, por isso, foram submetidos ao processo de separação magnética via úmida, usando um separador magnético INBRAS, resultando na elevada concentração de ilmenita na fração magnética de alta intensidade (1C), correspondente a 64,20% do volume da massa recuperada. Os resultados analíticos obtidos por EDX e MEV-EDS com fusão por tetraborato de lítio – FRX confirmaram os elevados teores de dióxido de titânio no minério ilmenítico, com variação entre 38,83% e 44,70% de TiO2. Nas frações magnéticas de baixa intensidade (1A) e nas de média intensidade (1B), os valores de pentóxido de vanádio oscilaram entre 0,68% e 1,92%, representando um significado expressivo em comparação aos verificados nas jazidas minerais de classe mundial.
Densificação e microestrutura de um compósito Mo-Cu preparado a partir de um pó de heptamolibidato de amônia e cobre
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-01-31) Silva, Ronyclei Raimundo da; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Silva, Gilson Garcia da; ; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450
O sistema Mo-Cu é um compósito usado na indústria elétrica como material para contato elétrico e resistência de eletrodo de solda assim como dissipador de calor e absorvedor de microondas em dispositivos microeletrônicos. O emprego desse material em tais aplicações se deve as excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica e a possibilidade de ajuste do seu coeficiente de expansão térmica para satisfazer aqueles dos materiais usados como substratos dos semicondutores na indústria micoreletrônica. A metalurgia do pó através dos processos de moagem, conformação por prensagem e sinterização é uma técnica viável para consolidação desse tipo de material. Entretanto, a mútua insolubilidade de ambos as fases e a baixa molhabilidade do Cu líquido sobre o Mo dificultam a sua densificação. A moagem de alta energia é uma técnica de preparação de pós usada para produzir pós compósitos nanocristalinos, com fase amorfa ou solução sólida estendida, os quais aumentam a sinterabilidade de sistemas imiscíveis como o Mo-Cu. Este trabalho investiga a influência do heptamolibdato de amônia (HMA) e da moagem de alta energia na preparação de um pó compósito HMA-20%Cu assim como o efeito desta preparação na densificação e estrutura do compósito Mo-Cu produzido. Pós de HMA e Cu na proporção de 20% em massa de Cu foram preparados pelas técnicas de mistura mecânica e moagem de alta energia em um moinho planetário. Estes foram moídos por até 50 horas. Para observar a evolução das características das partículas, amostras de pós foram colhidas após 2, 10, 15, 20, 30 e 40 horas de moagem. Amostras cilíndricas com 5 e 8 mm de diâmetro e 3 a 4 mm de espessura foram obtidas por prensagem a 200 MPa tanto para os pós misturados como para os moídos. Tais amostras foram sinterizada a 1200 oC por 60 minutos sob uma atmosfera de H2. Para verificar o efeito da taxa de aquecimento na estrutura do material durante a decomposição e redução do HMA, foram usadas as taxas de 2, 5 e 10 oC/min.. Os pós e as estruturas dos corpos sinterizados foram caracterizados por DRX, MO, MEV e EDS. A densidade dos corpos verdes e sinterizados foi medida usando o método geométrico (massa/volume). Medidas de microdureza vickers com carga de 20 N durante 15 s foram efetuadas nas estruturas sinterizadas. A densidade das estruturas sinterizadas a 10 oC/min. alcançou 99 % da densidade teórica, em quanto a densidade das estruturas sinterizadas a 2 oC/min. atingiu somente 90 % da densidade teórica.
Efeito da adição de resíduos de caulim e quartzito em massas cerâmicas para revestimento
(2017-12-18) Monteiro, Flanelson Maciel; Costa, Francine Alves da; ; ; Luz, Diana Carla Secundo da; ; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Silva, Gilson Garcia da; ; Machado, Tercio Graciano;
As matérias primas usadas na produção dos materiais cerâmicos são recursos naturais limitados e, em muitos casos, não reutilizáveis, tais como: quartzo, argilas, feldspatos, filitos e caulim. Todavia, diante da demanda mundial por materiais cerâmicos e, por outro lado, a preocupação com o impacto causado pela exploração mineral e a escassez de matéria prima; a utilização dos resíduos minerais para produção de revestimentos, em substituição das matérias primas convencionais, é uma opção que vem sendo estudada e, em alguns casos, considerada viável. Neste trabalho, o efeito da adição de resíduos de caulim e quartzito rosa, que são provenientes, respectivamente, das microrregiões do Seridó Potiguar e Borborema Paraibana, nas massas cerâmicas para fabricação de revestimento é investigado. Foram preparadas oito massas cerâmicas com 10, 17, 20, 27, 30, 37, 40 e 47% de resíduo de caulim e 6% de resíduo de quartzito rosa e 37% de argila. Tais resíduos foram utilizados em substituição ao quartzo e ao caulim comumente utilizados nas massas cerâmicas para revestimento. As matérias primas utilizadas foram caracterizadas quanto à composição química, através de DRX e FRX; e comportamento térmico (TG, DTG, Dilatometria); além da análise do tamanho de partículas. No caso da argila foi determinado seu índice de plasticidade (IP). Os corpos de prova foram compactados a uma pressão uniaxial de 21 MPa em matriz de aço com dimensões de 60 x 20 x 2 mm. Em seguida foram secos em estufa a 100oC por um período de 24 h, e sinterizados a 1200ºC, 1250ºC e 1300°C sob ar atmosférico, com taxa de aquecimento de 10°C/min e isoterma de 60 minutos. A caracterização dos corpos de prova foi realizada através dos ensaios tecnológicos de absorção de água (AA%), retração linear (RL%), porosidade aparente (PA%), perda ao fogo (PF%), massa específica aparente (MEA), módulo de resistência à flexão (MRF), microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). De acordo com as normas NBR 13818 e 13817, os resultados dos ensaios de absorção de água (AA%) e resistência à flexão (MRF) apontaram que as massas cerâmicas produzidas com a adição dos resíduos minerais podem ser utilizadas em amplas aplicações. Em relação à absorção de água (AA%), na temperatura de 1200°C, os corpos de prova produzidos apresentam características semelhantes às dos revestimentos do tipo semiporoso, semigrés e grés. Na temperatura de 1250°C, as amostras apresentaram propriedades tecnológicas similares aos semigrés, grés e porcelanatos; enquanto na de 1300°C, porcelanatos e grés. Os valores do ensaio de resistência à flexão (MRF), por outro lado, mostraram que os corpos de prova produzidos com as massas cerâmicas são similares ao tipo semigrés, semiporoso e poroso.
Efeito da adição de WC e Co na sinterização e propriedades mecânicas da alumina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-29) Azevedo, Heytor Vitor Souza Bezerra de; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; ; http://lattes.cnpq.br/9849935320577564; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Tavares, Elcio Correia de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/4400396552273448
Compósitos à base de alumina (Al2O3), carbeto de tungstênio (WC) e cobalto (Co) apresentam propriedades específicas como baixa densidade, alta resistência à oxidação, alto ponto de fusão e elevada inércia química. Esse compósito revela ser um material promissor para ser aplicado em diversos campos da engenharia. Este trabalho tem como objetivo avaliar algumas propriedades mecânicas durante a confecção e, após a sinterização do compósito (Al2O3 - WC - Co). Pós compósitos com a composição de 80%.p de Al2O3, 18%.p de WC e 2%.p de Co foram processados pela rota de moagem de alta energia (MAE), em moinho planetário por 50 horas, bem como por mistura manual em um recipiente de vidro, seguindo a mesma proporção em peso. Amostras foram coletadas (2, 10, 20, 30, 40 e 50 horas) durante o processo de moagem. Em seguida, os pós foram prensados no formato de amostra circular com diâmetro de 5 mm em uma prensa uniaxial com pressões de 200 e 400 MPa. A sinterização ocorreu de duas maneiras: a primeira sinterização via fase sólida foi realizada à 1300 °C e à 1126 °C durante 1h com taxa de aquecimento de 10°C/min em forno resistivo sob atmosfera de argônio as pressões de compactação utilizadas foram de 200 e 400 MPa, a segunda sinterização foi realizada em dilatômetro via fase sólida à 1300 °C com pressão de compactação de 200 MPa, também foi realizada em dilatômetro outra sinterização, desta vez por fase líquida à 1550 °C com pressões de compactação de 200 e 400 MPa, obedecendo os mesmos parâmetros utilizados no forno resistivo. As matérias-primas foram caracterizadas por difração de raios X - (DRX), fluorescência de raios X - (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e particulometria a laser. As amostras sinterizadas foram submetidas a ensaios de microdureza. Os resultados mostraram que a moagem de alta energia atingiu os objetivos quanto ao tamanho de partícula e a densificação do compósito. Entretanto, a microdureza não alcançou resultados significativos, isso é um indício que o compósito possui baixa tenacidade à fratura.
Efeito da moagem de alta energia e da pressão de compactação na densidade e nas propriedades físicas do compósito Cu-20% WC
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-29) Raimundo, Rafael Alexandre; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/9772819884310876; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/1435330862718379; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225
O compósito de matriz metálica de cobre reforçada por dispersão de partículas de carbeto de tungstênio (WC) exibe alta condutividade elétrica, boa trabalhabilidade e resistência ao desgaste. Tais características fazem desse material um forte candidato para aplicações em condutores e contatos elétricos de alta potência. A resistência do compósito Cu-WC pode ser aumentada por dispersão fase dura de WC na matriz de cobre através da moagem de alta energia. Com isso, estruturas com finos grãos sólidos, homogêneas, densas e, portanto, de melhores propriedades físicas e mecânicas são produzidas quando pós compósitos de Cu-WC são preparados por moagem de alta energia e sinterizados. Neste trabalho, o efeito da moagem de alta energia na densificação e estrutura do compósito Cu-20%WC bem como nas propriedades físicas e mecânicas foram investigadas. A influência da pressão de compactação dos pós preparados por moagem e mistura mecânica na densidade e nas propriedades de condutividade elétrica e magnética também foi averiguada Um moinho planetário Pulverisatte 7 de alta energia foi utilizado para efetuar os experimentos de moagem. Pós de Cu e WC na razão de 20% em massa de WC foram colocados para moer em um recipiente com bolas de metal duro e álcool etílico. Os pós foram moídos a 400 rpm, com uma razão massa/bola de 1:4 durante 50 horas. Amostras de pós foram coletadas após 2, 10, 20, 30 e 40 horas de moagem. Corpos verdes com forma cilíndrica foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em matriz uniaxial. Tais corpos verdes foram sinterizados a 1050 oC por 60 min. em forno resistivo sob atmosfera de uma mistura de hidrogênio e argônio. A densidade dos compactados a verde, e dos sinterizados foi calculada pelo método geométrico (massa/volume). Para observar a microestrutura dos corpos sinterizados, análises de microscopia ótica e eletrônica de varredura foram efetuadas. Análises químicas de FRX e EDS foram usadas para detectar a presença de impurezas nos pós elementares e moídos. Análise de DRX foi usada para detectar as fases presentes e medir os cristalinos dos pós. Os cristalinos das fases Cu e WC sofreram uma intensa diminuição alcançando, respectivamente, 29,6 e 45,8 nm; assim como, a magnetização diminuiu de 1,04 emu/g para 0,5694 emu/g após 50 horas de moagem. Por outro lado, a coercividade do compósito aumentou de 64,86 G para 189,325 G e a remanência aumenta de 0,0485 emu/g para 0,14935 emu/g. As medidas de condutividade elétrica, magnetização, coercividade e remanência dos corpos sinterizados mostram que tais propriedades aumentam com a pressão de compactação dos pós compósitos.
Efeito da moagem de alta energia na densificação e microestrutura do compósito Cu-C sinterizado em estado sólido
(2018-01-25) Lourenço, Cleber da Silva; Costa, Francine Alves da; Gomes, Uilame Umbelino; ; ; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Filgueira, Marcello; ; Mashhadikarimi, Meysam;
O compósito de cobre-grafite (Cu-C) é um material amplamente utilizado como contatos elétricos deslizantes onde a fase cobre fornece a propriedade de condutividade elétrica e a fase grafita, a propriedade de lubrificação. Ele é um sistema imiscível e seus constituintes são mutuamente insolúveis, o que dificulta sua obtenção. A moagem de alta energia (MAE) é hábil para produzir pós compósitos nanoestruturados, amorfos e solubilidade sólida ou aumento de solubilidade sólida, além de produzir alta homogeneidade das fases e refino das partículas das partículas. O tamanho das partículas, a dispersão das fases e a atmosfera de sinterização são fatores que afetam a densificação e microestrutura do compósito Cu-C. Por isso, esse trabalho investigou a influência do tempo de moagem na diminuição do tamanho e dispersão das fases do compósito Cu-10%pC. O efeito da temperatura e da atmosfera de sinterização na densidade e microestrutura dos corpos sinterizados também foram investigados. Pós compósitos foram preparados por MAE e mistura mecânica. No primeiro caso, os pós foram preparados com álcool etílico em um moinho planetário Pulverissete 7 com recipiente e bolas de metal duro a 400 rpm por 50 horas. A razão em massa de pó para bola usada foi de 1:4. No outro caso, os pós foram colocados em um recipiente de plástico e misturados manualmente por 5 minutos. Em seguida, os pós foram compactados em matriz uniaxial a 200 MPa e sinterizados em forno resistivo tubular convencional e com registro dilatométrico a 800, 1000 e 1050 °C por 1 h de isoterma e sob atmosferas de argônio, H2 e mistura de argônio e H2. Pós também foram sinterizados por pulso de plasma (SPS) a 900°C. Os pós elementares preparados por moagem e mistura mecânica, bem como os compactos sinterizados foram caracterizados por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva, difração de raios X e análise de tamanho de partícula. A densidade dos corpos verdes e sinterizados foram medidas pelo método geométrico (massa/volume). Medidas de microdureza Vickers também foram efetuadas nos corpos sinterizados. Os corpos sinterizados sob atmosfera de H2 apresentaram baixa densidade e resistência mecânica. Diferentemente, os corpos sinterizados no dilatômetro a 800°C e 1000°C por 1 hora sob atmosfera de argônio ficaram mais densos, mas sua densidade só alcançou 60,40% da densidade teórica. Uma densidade maior que 82% da densidade teórica foi alcançada pelos corpos sinterizados por pulso de plasma e como esperado, as microestruturas dos corpos sinterizados com pós misturadas mecanicamente são completamente diferentes das microestruturas dos pós moídos e exibem alta heterogeneidade.
Efeito da moagem de alta energia sobre a densificação e microestrutura do sistema Al2O3-Co de matriz metálica
(2016-05-30) Souza, José Leonaldo de; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/1022638128878417; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Araújo Filho, Oscar Olimpio de; ; http://lattes.cnpq.br/6740759499723367
Os materiais cerâmicos, tais como a alumina (Al2O3) e o cobalto (Co), apresentam caracteristicas relevantes para aplicação como ferramentas de corte, e dentre estas se destacam a elevada dureza e o alto ponto de fusão. No entanto, a sua aplicação é limitada pela sua baixa tenacidade e baixa resistência mecânica. Desta forma, a fim de aumentar a tenacidade do material, mantendo-se as elevadas propriedades mecânicas, alguns metais, como por exemplo, o cobalto (Co), têm sido usados na tentativa de se produzir um material mais tenaz. Neste trabalho, estudouse o efeito da moagem de alta energia e da adição de (%p.) Co na densificação e microestrutura, assim como, nas propriedades mecânicas do composto Al2O3-Co. Os pós-particulados (Al2O3 e Co), com percentuais de 5 e 20%p. de cobalto, foram moídos em um moinho planetário durante 50 horas, e amostras de pós foram coletadas nos intervalos de 2, 10, 15, 20, 30,40 e 50 horas. Os pós moídos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), análises particulométricas, microscopia eletrônica de varredura (MEV); e compactados em uma matriz cilíndrica sob uma pressão uniaxial de 100 MPa. Posteriormente, os compactados a verde foram sinterizados em um forno resistivo nas temperaturas de 1200 a 1500 °C, por 60 minutos, sob uma atmosfera de argônio com taxa de aquecimento de 10°C/min. Os corpos de prova sinterizados foram caracterizados por DRX, MEV e energia dispersiva (EDS). A densidade foi medida usando o método geométrico (massa/volume), e os melhores valores foram obtidos para as amostras sinterizadas a temperatura de 1500 °C, sendo a densidade relativa igual a 78 %, seguido das sinterizadas a temperaturas de 1350ºC e 1300ºC, que apresentaram as respectivas densidades 68 %, e 62 %.
Estudo da densificação e microestrutura de um compósito (Mo-Cu) preparado a partir do pó de heptamolibdato de amônia e cobre
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-08-27) Silva, Ronyclei Raimundo da; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/8763298379877066; Alves Júnior, Clodomiro; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/1435330862718379; Silva, Gilson Garcia da; ; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450
O sistema Mo-Cu é um compósito usado na indústria eletroeletrônica como material para contato elétrico e resistência de eletrodo de solda e como dissipador de calor e absorvedor de micro-ondas em dispositivos microeletrônicos. A metalurgia do pó, através dos processos de moagem, conformação por prensagem e sinterização, é uma técnica viável para consolidação desse tipo de material. Entretanto, a mútua insolubilidade de ambas as fases e a baixa mol habilidade do Cu líquido sobre o Mo dificultam a sua densificação. A moagem de alta energia é uma técnica de preparação de pós usada para produzir pós compósitos nanocristalinos com fase amorfa ou solução sólida estendida, os quais aumentam a sinterabilidade de sistemas imiscíveis como o Mo-Cu. Este trabalho investiga a influência do heptamolibdato de amônia (HMA) e da moagem de alta energia na preparação de pó compósitos de HMA-20%Cu e HMA-50%Cu, assim como o efeito das suas preparações na densificação e microestrutura do compósito Mo-Cu produzido. Pós de HMA e Cu na proporção de 20% e de 50% em massa de Cu foram preparados pelas técnicas de mistura manual e moagem de alta energia em um moinho planetário. Estes pós foram moídos por até 50 horas. Para observar a evolução das características das partículas, amostras de pós foram colhidas após 2, 20 e 50 horas de moagem. Amostras cilíndricas com 5 e 8 mm de diâmetro e 4 mm de espessura foram obtidas por prensagem uniaxial a 200 MPa tanto para os pós misturados quanto para os moídos. Tais amostras, foram sinterizadas a 1200 oC por 60 minutos sob uma atmosfera de H2 com taxas de aquecimento de 5 e 10 oC/min. Foram usadas para verificar o efeito da taxa de aquecimento na microestrutura dos compactos Mo-Cu sinterizados durante a decomposição e redução dos pós HMA-Cu. Os pós e as microestruturas dos corpos sinterizados foram caracterizados por DRX, MEV e EDS. As densidades dos corpos verdes e sinterizados foram medidas usando o método geométrico (massa/volume). Medidas de microdureza Vickers com carga de 1N foram efetuadas nas estruturas sinterizadas. A condutividade elétrica foi medida nos corpos de prova sinterizados. A densidade das amostras sinterizadas a uma taxa de aquecimento de 10 oC/min. alcançou 97% da densidade teórica do material, enquanto a densidade das amostras sinterizadas a 5oC/min, atingiu 96% da densidade teórica.
Estudo da obtenção de um compósito Mo-28%Ag preparado por moagem de alta energia e redução de pós HMA-25%AgNO3
(2019-02-08) Medeiros, Freud Araújo; Costa, Francine Alves da; Gomes, Uilame Umbelino; ; ; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Silva, Gilson Garcia da;
Os compósitos de Mo-Ag são normalmente aplicados como dissipadores de calor e condutores elétricos. A alta resistência a solda e erosão por arco elétrico do molibdênio e às excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica da prata são essenciais para esse tipo de aplicação, entretanto, a insolubilidade mútua entre a prata e o molibdênio dificulta a obtenção de densidade igual ou próxima da densidade teórica. A moagem de alta energia (MAE) tem sido usada para aumentar a solubilidade sólida de sistemas imiscíveis bem como para promover refino e dispersão da fase de reforço na matriz dúctil de pseudo ligas; no intuito de aumentar a sinterabilidade dos pós. Este trabalho investiga a influência da MAE na preparação dos pós compósitos HMA-25%AgNO3, assim como, o efeito desta preparação na densificação e microestrutura dos compactos (Mo-28%Ag) sinterizados. Para isso, pós de HMA e AgNO3 na proporção de 25% em massa de AgNO3 foram preparados pelas técnicas de mistura mecânica e MAE em um moinho planetário. Primeiramente, pós foram misturados mecanicamente durante 5 minutos e, em seguida, pós foram moídos com álcool etílico a 400 rpm por 20 e 40 horas. Depois, uma parte dos pós misturados e moídos foram decompostos e reduzidos em H2 a 800 °C por 1 hora e sob uma taxa de aquecimento de 10 °C/min resultando em um compósito de Mo com 28% em massa de Ag. Compactos de pós HMA-25%AgNO3 e Mo-28%Ag, com 8 mm de diâmetro e 3 mm de espessura, foram obtidos a 200 MPa. Todos os compactos foram sinterizados a 900 e 1050 °C por 60 minutos, sob uma atmosfera de H2 e taxas de aquecimento de 5 e 10 °C/min respectivamente. Os pós elementares e os preparados por mistura mecânica e moagem, bem como, os reduzidos e as microestruturas dos compactos sinterizados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria por dispersão de energia e a fluorescência de raios X. Os pós misturados e moídos apresentaram uma morfologia similar, porém os moídos mostraram uma microestrutura mais refinada. Os corpos sinterizados em fase líquida (1050 °C), obtidos a partir de compactos de pós moídos (40h) e reduzidos, alcançaram maiores valores de densidade relativa (88%) e de microdureza Vickers (332 HV).
Estudo da resistência mecânica de um compósito de matriz polimérica com adição de alumina
(2018-03-09) Caldas, Fernando Sérgio de Macêdo; Gomes, Uilame Umbelino; ; ; Costa, Francine Alves da; ; Santos, Alessandra Agna Araújo dos; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Alves Júnior, Clodomiro;
Atualmente, as pesquisas para o desenvolvimento de materiais biocompatíveis vêm sendo amplamente desenvolvidas. Também conhecidos por biomateriais, são utilizados na área da medicina com o intuito de tratar, substituir ou reparar sistemas biológicos (tecidos e/ou órgãos) parcial ou totalmente. Na área da cirurgia ortopédica, os cimentos ósseos, além do uso para fixação de implantes, são aplicados na reparação de falhas ósseas decorrentes de fraturas provocadas por traumas de alta energia, como no caso de acidentes envolvendo veículos automotores e/ou o envelhecimento humano, em face da osteoporose, que é uma doença caracterizada pela redução da parte mineral dos ossos, tornando-os mais frágeis, e consequentemente, mais susceptíveis às fraturas. O cimento ósseo à base de polimetilmetacrilato (PMMA) já é largamente aplicado no âmbito da cirurgia ortopédica. Neste trabalho foi estudado o efeito da adição da alumina (Al2O3) na matriz polimérica (PMMA) sobre as propriedades mecânicas, principalmente resistência à flexão. O compósito formado por PMMA e Al2O3, além da sua possível aplicabilidade na área ortopédica, possibilitará uma redução de custo, visto ser a alumina abundante na natureza. Para o desenvolvimento deste trabalho foram caracterizados os pós de partida – PMMA e alumina, e para a obtenção dos compósitos foram realizadas as misturas do polímero (pó) na presença do redutor líquido (monômero) com adição de alumina, nas proporções de 0,5%, 1% e 2%, em peso. A partir disso, foram obtidas as amostras endurecidas em forma de barras. Os pós de partida e os pós-misturados foram caracterizados através das análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difração de Raio-X (DRX), já as amostras endurecidas foram submetidas aos ensaios de resistência mecânica à flexão e caracterizadas em MEV, EDS. Os resultados mostraram que a adição da alumina ao PMMA influenciou a resistência mecânica e a flexão.
Estudo da sinterização do compósito WC-316L
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-09-02) Santos, Alessandra Agna Araújo dos; Gomes, Uilame Umbelino; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; http://lattes.cnpq.br/8930639182241765; Costa, Francine Alves da; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Silva, Gilson Garcia da; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450; Furakava, Marciano
O metal duro é um compósito de matriz metálica composto por uma fase dura, os carbetos, e uma fase dúctil, podendo ser cobalto, níquel ou ferro, que exerce o papel de ligante da fase dura e confere a tenacidade adequada ao material. O principal ligante utilizado em compósitos a base de WC é o cobalto. O cobalto, no entanto, é um material escasso, que possui alto custo de processamento e é tóxico. Este trabalho analisou a influência do aço inoxidável 316L na sinterização do WC, avaliando assim a possibilidade de substituição do cobalto pelo aço inoxidável 316L. O aço inox 316L possui características físicas similares ao cobalto é de processamento mais econômico e não tóxico. O compósito WC-316L foi processado via metalurgia do pó pelas seguintes etapas: preparação dos pós iniciais, moagem (relação de bolas 7:1) á úmido, na presença de cicloexano, durante 5 horas, compactação de 200 MPa, sinterização em diferentes temperaturas: 1200oC, 1300oC e 1400oC com taxa de 20oC/min e isoterma de 60 minutos em atmosfera de vácuo. Os pós de partida WC e 316L foram caracterizados por difração de raios-x (DRX), ensaio granulométrico e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O compósito sinterizado WC-316L foi caracterizado por MEV e ensaio de microdureza vickers. As amostras processadas nas temperaturas de 1200oC e 1300oC apresentaram alta porosidade, heterogeneidade microestrutural, densidade relativa baixa, 58% e 66% respectivamente, e baixa microdureza, 300 HV e 700 HV, respectivamente. As amostras sinterizadas a temperatura de 1400oC apresentaram maior homogeneidade microestrutural comparadas as amostras sinterizadas a temperaturas de 1200oC e 1300oC, densidade relativa de 86%, e valor de microdureza de 1890 HV.
Estudo da sinterização e oxidação anódica na produção de um capacitor eletrolítico de nióbio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-04-08) Nascimento, Edson Silva do; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/8593073949020898; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Tavares, Elcio Correia de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/4400396552273448; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942
Este trabalho tem como objetivo encontrar um material alternativo para os atuais capacitores de tântalo usados na indústria. O nióbio é um substituto em potencial por ser mais leve e barato que o tântalo. Eles pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica e, desta forma, apresentam várias propriedades físicas e químicas semelhantes. O nióbio é usado em diversas aplicações tecnologicamente importantes, e o Brasil possui as maiores reservas mundiais, em torno de 96%. Esses capacitores eletrolíticos possuem alta capacitância especifica, ou seja, podem armazenar altas energias em volumes pequenos comparados a outros tipos de capacitores. A rota de produção do capacitor de nióbio foi realizada através das etapas de processamento da metalurgia do pó. Inicialmente, o pó de nióbio foi caracterizado através de DRX, MEV, granulometria a laser; e depois peneirado para apresentar uma granulometria de 400mesh. Posteriormente o pó foi compactado com uma matriz especial e então sinterizado em diferentes temperaturas e tempos de isoterma. Após a sinterização as amostras passaram por processo de oxidação anódica em diferentes tensões para a obtenção de uma camada óxida, a qual desempenha o papel do dielétrico do capacitor. Os resultados foram obtidos através de uma ponte de capacitância, mostrando a forte influência da sinterização e do processo de oxidação anódica na produção dos capacitores. Os melhores resultados foram obtidos para o pó sinterizado a 1400°C durante 60 minutos e anodizados a uma tensão de 10V. O processo apresentou valores significativos e com mais estudos pode-se melhorar ainda mais esses valores para competirem com o tântalo.
Estudo de duas pseudoligas de Nb-Cu obtidas pela rota da metalurgia do pó
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-03-26) Melchiors, Gilberto; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; ; http://lattes.cnpq.br/2531564423665660; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Silva Júnior, José Ferreira da; ; http://lattes.cnpq.br/6042589643081556; Machado, Tércio Graciano; ; http://lattes.cnpq.br/9611851267523626
As pseudoligas Nb-Cu apresentam-se como potenciais substitutas às ligas de um sistema conhecido e já aplicado comercialmente, como as de W-Cu, usadas em aplicações como dissipadores de calor, contatos elétricos e bobinas para geração de altos campos magnéticos. Por tratar-se de um sistema imiscível, onde há insolubilidade mútua e baixa molhabilidade do Cu líquido na superfície do Nb, a rota de processamento empregada neste trabalho foi a da Metalurgia do Pó. Duas composições de Nb foram utilizadas, com adições de 10% e 20% em peso de Cu, e tempos de 20, 30 e 40 horas, para a moagem de alta energia dos pós de partida. A evolução da moagem dos pós é apresentada através de diversas técnicas de caracterização, como a particulometria por difração a LASER, DRX, MEV, EDS, DSC, dilatometria, MET e análise química. Após a moagem, partes das cargas de pós foram submetidas ao tratamento térmico de recozimento. O processo empregado para a consolidação das amostras foi a compactação a quente, a qual foi aplicada tanto em algumas amostras de pós moídos, quanto nos pós recozidos. Tratamentos térmicos posteriores foram realizados nas amostras, nas temperaturas de 1000ºC (em fase sólida) e 1100ºC (em fase líquida do Cu). Todos os conjuntos de amostras consolidadas e também os dois conjuntos das tratadas termicamente foram analisados por DRX, MEV, EDS, densidade e microdureza Vickers. Paralelamente, outras amostras de pós de Nb com 10% e 20% em peso de Cu obtidas por simples mistura mecânica, foram consolidadas, tratadas termicamente e caracterizadas com as mesmas técnicas aplicadas nas demais, e os resultados foram comparados entre eles. Apesar da dificuldade de consolidação e densificação das duas pseudoligas do sistema Nb-Cu deste estudo, na rota que passa pela MAE, foram obtidas amostras com densidades em torno de 90% da densidade teórica. E, na rota de processamento das amostras que foram apenas misturadas, os valores chegaram até 97%. Por isso, nesse trabalho, também são enfatizados os processos que tornaram possíveis os resultados encontrados.
Estudo do comportamento da sinterização de compactos de cavacos de um aço SAE 1050 obtidos sob alta pressão
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-09-24) Resende, Leonardo; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/0492210665278769; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Soares, Sérgio Renato da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/7362119285991685
Do ponto de vista econômico, a metalurgia do pó (MP) é uma técnica bastante usada para a produção de peças de pequeno porte. É possível, através da MP e de uma prévia cominuição de resíduos sólidos tais como cavacos ferrosos, produzir peças sinterizadas altamente densas e de interesse para a indústria automotiva, eletrônica e aeroespacial. No entanto, sem essa prévia cominuição dos cavacos, a produção de corpos com densidade igual a densidade teórica por técnicas convencionais de sinterização necessitaria do uso de aditivos ou de temperaturas significativamente maiores do que 1250ºC. Uma rota alternativa para a fabricação de corpos sinterizados com alta densidade a partir de compactação de cavacos ferrosos (≤ 850 µm) e sinterização em fase sólida é a técnica de compactação sob alta pressão (AP). Nesse trabalho, foram usadas diferentes pressões de compactação para a produção de sinterizados de cavacos de aço carbono SAE 1050. Especificamente, foi investigado o efeito da alta pressão de compactação no comportamento da densificação das amostras sinterizadas. Portanto, amostras de cavacos do aço carbono SAE 1050 foram compactadas uniaxialmente a frio sob pressões de 500 e 2000 MPa, respectivamente. Os corpos verdes obtidos foram sinterizados sob atmosfera carbonetante a 1100 e 1200ºC por 90 minutos. A taxa de aquecimento usada foi de 20ºC/min. Os materiais de partida e os corpos sinterizados foram caracterizados por microscopia óptica, MEV, DRX, medidas de densidade (geométrica: massa/volume, e picnometria) e medidas de microdureza Vickers e dureza Rockwel. Os resultados obtidos mostraram que os compactos produzidos sob 2000 MPa apresentaram valores de densidade relativa de 93% a 100% da densidade teórica e microdureza entre 150 HV e 180 HV, respectivamente. Diferentemente, os compactados sob 500 MPa apresentaram uma microestrutura bastante heterogênea, valor de densidade abaixo de 80% da densidade teórica e condições estruturais das amostras inadequadas para a realização das medidas de microdureza e dureza. Os resultados obtidos indicam que utilização da compactação sob alta pressão de cavacos ferrosos é uma rota bastante promissora para melhorar as condições de sinterabilidade deste tipo de material, pois, além de promover uma maior compactação do material de partida, a tensão externa atua, juntamente com a tensão superficial, funcionando como força motriz para o processo de sinterização. Adicionalmente, pressões extremamente elevadas permitem a deformação plástica dos materiais, promovendo um contato íntimo e extenso das partículas e eliminando poros e trincas. Isso tende a diminuir o tempo e/ou a temperatura necessárias para uma boa sinterização, evitando-se o crescimento excessivo de grãos, sem o uso de aditivos. Além disso, as pressões elevadas provocam fratura nos grãos em materiais frágeis ou dúcteis altamente encruados, o que propicia um pó de partida, para a sinterização, mais fino, sem os riscos de contaminação presentes quando são usados métodos de cominuição prévia do pó.
Influência da moagem de alta energia e adição de Nb na densificação e microestrutura de um compósito WC-Cu
(2017-07-28) Coelho, Renan Sávio de Almeida; Costa, Francine Alves da; ; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Silva, Gilson Garcia da; ; Gomes, Uilame Umbelino;
As propriedades únicas do compósito de matriz metálica de cobre (Cu) reforçada por dispersão de partículas de carboneto de tungstênio (WC) são de grande importância para várias aplicações industriais, devido a sua excelente resistência sob alta temperatura, boa resistência à corrosão e à fratura. O compósito Cu-WC é quimicamente e termicamente estável, além de possuir excelentes propriedades de condutividade térmica e elétrica. Tais características o tornam um promissor material para fabricação de contato elétrico de alta potência, eletrodos para soldagem, condutores de campo magnético pulsado, dispositivos de gerenciamento térmico e elétrico. Este trabalho investiga o efeito da moagem de alta energia na densificação e microestrutura dos compósitos WC-20%Cu e WC-18%Cu-2%Nb, bem como a influência da adição do nióbio como inibidor de crescimento de grão. O efeito da pressão de compactação e da temperatura de sinterização dos pós preparados por moagem e mistura mecânica na densidade também foram estudados. Pós de WC, Cu e Nb, na razão de 80, 20 e 2 por cento em massa, respectivamente, foram preparados por moagem e, também, por mistura mecânica. A moagem dos pós compósitos foi realizada a seco sob atmosfera ambiente com um recipiente e bolas de metal duro em um moinho attritor. Os pós foram moídos a 900 rpm durante 90 minutos e sob uma razão de massa pó para bolas de 1:100. Compactos de pós com forma cilíndricas foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em uma matriz de aço uniaxial de 8 mm de diâmetro. Os corpos verdes foram sinterizados nas temperaturas de 1030 °C e 1150 °C por 60 min. em forno tubular resistivo sob atmosfera de nitrogênio. A microestrutura dos corpos sinterizados foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Para analisar a presença de impurezas nos pós elementares e moídos, análises químicas de FRX e EDS foram realizadas. A análise de DRX foi usada para detectar as fases presentes. Uma significativa diminuição dos cristalinos e amorfização das fases Cu e WC foi exibida pelos pós moídos. Assim como, um menor tamanho de grão foi alcançado pelas microestruturas sinterizadas dos pós compósitos Cu-WC com adição de Nb. Os compactos de pós submetidos a maior pressão de compactação e temperatura de sinterização também alcançaram as maiores densificações.
Influência da moagem de alta energia e do precursor heptamolibdato de amônia na densidade e microestrutura do compósito Mo-27,82%vCu
(2016-06-30) Assunção, Rodolfo Albuquerque Buarque de; Costa, Francine Alves da; ; ; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; Alves Júnior, Clodomiro; ; Gomes, Uilame Umbelino;
O compósito Mo-Cu é muito usado como material para contatos elétricos e dissipadores de calor devido às excelentes propriedades do cobre de condutividade térmica e elétrica e boa trabalhabilidade, aliada à alta resistência a solda e erosão por arco elétrico do molibdênio. No primeiro caso, formas bastante simples são exigidas e a infiltração de cobre líquido em um esqueleto de molibdênio pré-sinterizado é a técnica de consolidação normalmente utilizada. Diferentemente, geometrias mais complexas e densidades iguais ou próximas da teórica são necessárias para aplicação como dissipadores de calor. A metalurgia do pó através das técnicas de preparação de pós com processamento por moagem de alta energia, compactação ou moldagem de pó por injeção e sinterização é uma rota bastante viável para produção desses componentes. Entretanto, a baixa solubilidade entre cobre e molibdênio dificulta a obtenção de densidade igual ou próxima da densidade teórica. Este trabalho investiga a obtenção do compósito Mo-27,82%𝜈Cu preparado por moagem de alta energia e mistura mecânica dos pós de cobre e heptamolibdato de amônio (HMA) de fórmula química (NH4)6Mo7O24 .4H2O, decomposto e reduzido por H2, antes e durante a sinterização, evidenciando duas rotas de fabricação diferentes para o material. A influência da pressão de compactação na densificação e microestrutura do compósito Mo-27,82%𝜈Cu também foi investigada. Para isto, os pós moídos por 50 horas foram prensados a 200, 400 e 600 MPa. Para se entender o efeito da temperatura na densidade e microestrutura do compósito Mo-27,82%𝜈Cu, amostras foram sinterizadas a 1000, 1100 e 1200 oC. Os corpos prensados a 200 e 400 MPa e sinterizados a 1200 oC alcançaram a maior densidade entre as amostras produzidas, no valor de 94±0,4 % da densidade teórica. Porém, aqueles que foram decompostos e reduzidos durante a sinterização apresentaram trincas de fabricação. Já os corpos sinterizados a 1100 oC atingiram o maior valor de microdureza (571,70±78,82 HV), apesar de uma baixa densidade em relação a teórica (79,17±1,78%).
Obtaining triple layer polycrystalline diamond compact by HPHT method
(2017-07-10) Mashhadikarimi, Meysam; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; ; http://lattes.cnpq.br/9422624675887080; Nascimento, Rubens Maribondo do; ; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; Costa, Francine Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Alves Júnior, Clodomiro; ; http://lattes.cnpq.br/7441669258580942; Filgueira, Marcello; ; http://lattes.cnpq.br/0725750287341168
Neste trabalho de pesquisa, foi obtido um compacto de diamante policristalino (PDC), constituído de uma camada superior de diamante policristalino sob um substrato de WC-10% em peso de Co e uma interface de WC-20% em peso de Nb/Ni entre as camadas, através de método de sinterização de alta pressão e alta temperatura (HPHT). Para alcançar esse objetivo, foram realizadas três etapas distintas. Na primeira etapa, foi sinterizado o corpo de diamante com um ligante adequado, e foram obtidos os melhores parâmetros de sinterização. Na segunda etapa, foi realizado o estudo de diferentes condições de sinterização para o substrato de metal duro WC-10% p.Co. E, na terceira e última etapa, foi produzido, de acordo com os resultados alcançados nas etapas anteriores, o compacto de diamante policristalino de camada tripla (PDC). Na primeira etapa, quatro ligantes diferentes foram usados para sinterizar o diamante através do método HPHT. Os ligantes utilizados foram o Nb/Fe, Nb/Co, Nb/Ni e Nb puro, sendo 10% em peso de ligante utilizado para cada composição. A sinterização foi realizada a diferentes temperaturas e sob diferentes pressões e tempos. As amostras obtidas foram analisadas através das medidas de densidade relativa e dureza, além das imagens eletrônicas de varredura, para encontrar os melhores parâmetros de sinterização e ligante. Os estudos mostraram que o Nb apresentou o melhor comportamento, e que os melhores parâmetros de sinterização foram: T = 1750 °C, P = 7,7 GPa, t = 6 minutos. Na segunda etapa, uma mistura em pó de WC-10% em peso de Co foi sinterizado através de HPHT sob pressão de 7,7 GPa, variando temperatura (1500 ºC, 1600 ºC, 1700 ºC, 1800 ºC, 1900 ºC) e tempo (2 e 3 minutos). As análises microestruturais e estruturais foram realizadas através de MEV/EDS e DRX. Ensaios de dureza, tenacidade (ITF) e de resistência à compressão, também, foram realizados para entender os efeitos de diferentes parâmetros de sinterização nas propriedades dos sinterizados, verificando-se densificação total das amostras sinterizadas a altas temperaturas. Entretanto, foi observado um crescimento anormal de grãos para estas mesmas temperaturas. Altos valores de dureza foram observados, aproximadamente, entre 1250 a 1650 HV para todas as amostras sinterizadas. Na terceira etapa, para a obtenção do PDC, uma camada fina de WC-20% em peso de Nb/Ni foi utilizada para a formação da interface entre a camada superior de diamante com ligante de Nb pura e o substrato de WC 10% em peso de Co. A sinterização foi feita através do método HPHT à temperatura de 1750 °C sob 7,7 GPa de pressão. Foram utilizados dois tempos diferentes, de 6 min. (três sucessivos 2 minutos) e 9 min. (três sucessivos 3 minutos). A dureza foi medida e os estudos estruturais/microestruturais foram realizados através de análises de MEV/EDS. Em suma, os resultados mostraram que este novo tipo de PDC pode ser produzido com sucesso, usando um novo ligante, o niobio puro, para o diamante, sem qualquer presença de grafitização. Verificou-se também que o uso de uma interface com os mesmos elementos constituintes do substrato e do corpo de diamante sinterizado resultou numa boa adesão entre as camadas, o que pode resultar em melhor desempenho e melhorar a durabilidade do PDC.
Obtenção de compósito Al2O3 / W a partir da redução aluminotérmica do Al + APT, com ignição a plasma
(2016-07-22) Souza, Eraldo Câmara de; Alves Júnior, Clodomiro; ; ; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; Costa, Francine Alves da; ; Silva, Gilson Garcia da; ; Sousa, Regina Celia de;
Neste trabalho foram obtidos compósitos alumina - tungstênio (Al2O3 – W), a partir da reação aluminotérmica dos pós de paratungstato de amônia (APT) e alumínio, misturados e moídos em moinho de alta energia. O pó obtido na moagem foi inserido numa tocha de plasma, impulsionado por um jato de argônio, e ao interagir com o plasma, foi aquecido abruptamente até a temperatura de ignição do alumínio, reagindo exotérmicamente. O produto da reação foi depositado sobre um substrato metálico confeccionado em latão. Foram analisadas a influência da variação do fluxo de ignição/alimentação e das distâncias tocha - substrato. Alternativamente, foi acoplado à tocha, um dispositivo de confinamento do jato de plasma para as dimensões do substrato. Os compósitos foram caracterizados quanto à composição, fases e distribuição de fases. A caracterização das fases foi obtida por difração de raios X, a análise morfológica, através de microscopia eletrônica de varredura - MEV e a análise química, através de espectroscopia de energia dispersiva - EDS. Os compósitos obtidos com o fluxo de plasma confinado apresentaram maior percentual de redução em relação a quantidade de W obtido, principalmente, com o fluxo de alimentação/ignição de 5,0 l/min e 40mm de distância tocha-substrato.
Obtenção dos compósitos Al203 - 5%Ni e Al203 - 5%Nb utilizando a moagem de alta energia e a sinterização à vácuo
(2019-07-26) Oliveira, Arthur Gabriel Ferreira de; Gomes, Uilame Umbelino; ; ; Silva, Ariadne de Souza; ; Alves Júnior, Clodomiro; ; Costa, Francine Alves da; ; Filgueira, Marcello;
Os materiais para ferramentas de corte à base de alumina têm sido bastante estudados, principalmente no que diz respeito a otimizar propriedades como a tenacidade à fratura, muitas vezes deficiente nesses materiais. Assim, neste trabalho, estudou-se a influência da moagem de alta energia na obtenção dos compósitos a base de alumina com adição de níquel ou nióbio utilizando a rota da tecnologia dos pós no processamento do material. Os compósitos à base de alumina com adição de 5% de níquel e com 5% de nióbio foram preparados utilizando pós submetidos à mistura mecânica e moagem de alta energia. A mistura mecânica foi realizada manualmente, e a moagem foi realizada em um moinho planetário de alta energia utilizando os tempos de 5, 10, 20 e 40 horas. Os pós misturados e moídos foram compactados em prensa uniaxial à 700 MPa e sinterizados em forno à vácuo a 1450⁰C por 1 hora. As amostras foram caracterizadas quanto às propriedades físicas e mecânicas. A microestrutura foi analisada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi realizada a Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) com mapeamento. A Difração de Raios X (DRX) com auxílio do software Xpert foi utilizada para cálculo dos tamanhos dos cristalitos. A densidade foi obtida pelo método de Arquimedes e a dureza e tenacidade à fratura pelo método de impressão Vickers. Os resultados do processamento dos pós indicaram a gradativa redução do tamanho de partículas dos pós com aumento da área superficial, além da redução do tamanho de cristalito e aumento de tensão na rede. Em relação a consolidação dos pós após a sinterização, observou-se que aumentando o tempo de moagem de alta energia na preparação dos pós de Al2O3 – 5% Ni em até 40 horas, foram obtidas melhores propriedades, dentre as quais, densidade em torno de 96%, dureza de 1480 HV e tenacidade à fratura de 4,75 MPa.m1/2 . Já para o compósito Al2O3 – 5% Nb, a utilização de pós submetidos a 5 horas de moagem de alta energia já promove um aumento nos valores de densidade para 95,5%, dureza de 1329 HV e tenacidade à fratura de 4,30 MPa.m1/2.

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