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Analysis of sintering curves, microstructure, and microhardness of the Cu-WC composite
(Materials Research, 2025-09-26) Gomes, Uílame Umbelino; Marques, Anderson Costa; Silva, Thalita Queiroz e; Araújo, Kívia Fabiana Galvão; Lima, Maria José Santos; Vieira, Pâmala Samara; Lourenço, Cleber da Silva; Mashhadikarimi, Meysam; https://orcid.org/0000-0002-4074-0762; https://orcid.org/0000-0002-8846-658X; https://orcid.org/0009-0008-5675-2419; https://orcid.org/0000-0002-7197-2582; https://orcid.org/0000-0001-8957-9204; https://orcid.org/0009-0009-6365-2691; https://orcid.org/0000-0003-0668-3925; https://orcid.org/0000-0003-1449-3654
Composite materials have gained prominence due to their tailored properties for various applications. Cu-WC composites, combining a copper matrix with tungsten carbide reinforcement, are particularly valuable for electrical conductors and heat sinks. This study examined the sintering behavior of Cu-WC composite powder (10%WC) produced via High-Energy Ball Milling (HEBM) at 400 RPM for 2, 10, and 20 hours. The powders were compacted at 150 MPa and sintered at 900°C with a 1-hour isothermal hold. Sintering curves, microstructure, and Vickers microhardness were analyzed. The results showed that longer milling times led to significant powder expansion up to 750°C, followed by greater shrinkage due to diffusion mechanisms. Sintered samples milled for 10 hours displayed improved carbide distribution in the copper matrix. The highest microhardness was achieved at 20 hours of milling, attributed to refined microstructure. Extended milling times enhanced atomic diffusion during sintering, resulting in a more homogeneous structure and increased hardness
Avaliação da Potencialidade de Argilas do Rio Grande do Norte – Brasil
(Associação Brasileira de Cerâmica – ABCERAM, 2006) Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna; Varela, Márcio Luiz; Nascimento, Rubens Maribondo do; Gomes, Uílame Umbelino; Paskocimas, Carlos Alberto; Melo, Pedro Terceiro de
Foram estudadas argilas de diferentes regiões do estado do Rio Grande do Norte, Brasil, visando uma caracterização completa e indicar potencialidades industriais. A composição mineralógica das argilas foi identificada por difração de raios X. A composição química foi determinada por fluorescência de raios X. Foi determinada por difração de laser a distribuição do tamanho de partículas das argilas. Os limites de Atterberg foram utilizados para classificar as amostras quanto à plasticidade. Os efeitos térmicos presentes nas amostras foram estudados por análise térmica diferencial. A predominância do mineral argiloso ilita, de composição química homogênea, com duas distribuições de tamanho de partículas e com plasticidades muito diferentes, foram os resultados predominantes. O exame das variáveis de processamento e das características intrínsecas de cada material indica o uso destas argilas para fabricação de blocos e telhas, bem como para fabricação de pavimentos e revestimentos, podendo ser uma nova área industrial no Estado
Avaliação da potencialidade de argilas do Rio Grande do Norte, Brasil. Parte-II: propriedades tecnológicas
(Cerâmica Industrial, 2008) Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna; Silva, Jaquelígia Brito da; Varela, Marcio Luiz; Nascimento, Rubens Maribondo do; Gomes, Uílame Umbelino; Paskocimas, Carlos Alberto
A primeira parte deste trabalho apresentou um estudo de caracterização de doze matérias-primas de diferentes localidades do estado do Rio Grande do Norte, a fim de indicar um uso específico de cada matéria-prima para a indústria cerâmica, bem como direcionar a formulação e o processamento. Esse trabalho objetiva dar continuidade ao trabalho anterior, com o estudo das propriedades tecnológicas das matérias-primas caracterizadas, visando estabelecer as limitações das argilas em relação à temperatura, às formulações e às características essenciais ao produto. Corpos-de-prova foram preparados por prensagem uniaxial sob pressão de 25 MPa, secos e queimados em um forno elétrico com taxa de aquecimento de 2 °C/min e resfriamento natural. As temperaturas utilizadas foram: 650, 750, 850, 950, 1050, 1150 e 1250 °C. Foram realizados ensaios de retração linear de queima, determinação da perda de massa, absorção de água, massa específica aparente e de resistência mecânica sob flexão a três pontos. Resultados confirmam que existem dois diferentes tipos de matéria-prima e cada uma exige um processamento diferenciado e específico.
Carbeto de tântalo nanoestruturado: produção e caracterização à baixa temperatura
(Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração, 2015) Lima, Maria José Santos; Souto, Maria Veronilda Macedo; Silva, Ariadne Souza; Gomes, Uílame Umbelino; Souza, Carlson Pereira de
O carbeto de Tântalo (TaC) é um material extremamente duro, apresentando elevada dureza, elevado ponto de fusão, elevada estabilidade química, boa resistência ao ataque químico e choque térmico e excelente resistência à oxidação e corrosão. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a obtenção de TaC nanoestruturado a partir do precursor tris(oxalato)oxitantalato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido a baixa temperatura (1000°C) e curto tempo de reação. Os materiais obtidos foram caracterizados através de difração de Raios-X (DRX), Refinamento Rietveld, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho (espectroscopia IV), Termogravimétrica (TG). Através das analises de DRX e do refinamento Reitiveld para o TaC com S = 1,1584 observou-se a formação do carbeto de tântalo puro com estrutura cúbica e tamanho médio de cristalitos na ordem de 12,5 nanômetros
Densificação e microestrutura de um compósito W-20%Ag obtido a partir da moagem e redução do pó compósito APT-21,71%AgNO3 e sinterização com fase líquida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-04) Santos, Bruno Marcos Melo Cabral Dos; Costa, Franciné Alves da; Gomes, Uílame Umbelino; Lourenço, Cleber da Silva; Raimundo, Rafael Alexandre
O compósito W-Ag é uma boa opção de material que possui bom equilíbrio de propriedades, como por exemplo uma boa condutividade elétrica aliada a uma baixa variação dimensional do material frente às variações de temperatura que podem acometê-lo dependendo do trabalho a que se destine. A dificuldade de aliar essas propriedades é o que faz do processo de fabricação por metalurgia do pó um excelente meio para obter novos materiais a partir da combinação de materiais com mútua insolubilidade, assim como tungstênio e a prata. Os procedimentos de moagem de alta energia, compactação ou moldagem de pó por injeção e sinterização permitem produzir materiais compósitos W-Ag que são impossíveis por outros métodos de fabricação. Este trabalho tem por finalidade obter um compósito W-20%Ag a partir da sinterização de um compacto de pó obtido pela decomposição e redução de um pó de paratungstato de amônia (APT) e nitrato de prata (AgNO3) preparado por 2 e 20 horas em um moinho planetário de alta energia. Os compactos de ambos os pós moídos por 2 e 20 horas foram sinterizados a 900 e 1000 oC por 60 minutos sob atmosfera de hidrogênio. A taxa de aquecimento utilizada em todos experimentos foi de 10 oC/min. O aumento do tempo de moagem diminuiu o tamanho de partícula e aumenta a dispersão das fases dos pós compósitos. Uma microestrutura mais homogênea e com densidade de 87,4% foi produzida quando compactos pós moídos por 20 horas foram sinterizados a 1000 oC. Diferentemente, uma microestrutura mais heterogênea e com densidade de 66,4% foi obtida com os compactos pós moídos por 2 horas e sinterizados a 900 oC. Uma dureza de 477,2±29,8 HV também foi obtida pelos compactos sinterizados sob maior temperatura e tempo de moagem, enquanto para os compactos sinterizados sob menor temperatura e tempo de moagem a dureza atingiu apenas 202±11,7 HV.
Desenvolvimento de formulações de massas para a indústria de cerâmica vermelha do Rio Grande do Norte
(ABCERAM, 2006) Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna; Araújo, Pedro Alighiery Silva de; Macedo, Rose Meire Penha Rovoredo de; Nascimento, Rubens Maribondo do; Gomes, Uílame Umbelino; Martinelli, Antonio Eduardo; Paskocimas, Carlos Alberto
O desenvolvimento de produtos para a indústria de cerâmica estrutural tem como base a formulação de massas cerâmicas envolvendo duas ou mais argilas, provenientes ou não de uma mesma jazida. Estas matérias-primas podem variar amplamente com relação ao conjunto de características físicas, químicas e mineralógicas. Na maior parte dos casos, para se chegar a uma formulação considerada aceitável, as indústrias cerâmicas utilizam métodos baseados apenas no conhecimento empírico sobre o comportamento destas matérias-primas, ou seja, nenhum tipo de estudo é conduzido visando entender o comportamento das diferentes matérias-primas quando introduzidas no processo industrial. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é caracterizar física e quimicamente diferentes tipos de argilas, bem como, estudar o comportamento destas matérias-primas na formulação de massas para produção de artigos de cerâmica estrutural. O estudo foi realizado com seis tipos de argilas utilizadas pelas indústrias do Pólo de Cerâmica Estrutural do Estado do Rio Grande do Norte. Foram utilizadas as técnicas de caracterização de raios X e fluorescência de raios X e os ensaios de limite de plasticidade e de análise granulométrica. As matérias-primas foram combinadas duas a duas em diferentes proporções, conformadas por prensagem, e submetidas às temperaturas de queima de 850, 950 e 1050 °C. Os resultados obtidos permitirão estabelecer as relações ótimas entre argilas plásticas e não-plásticas e demonstrar que estas proporções são bastante distintas para as diferentes indústrias
Development of a microwave absorbing material based on molybdenum-doped niobium pentoxide
(Scielo, 2019-01) Mashhadikarimi, Meysam; Gurgel, Diego Pires; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; Silva Júnior, M. Q. da; Andrade, H. D. de; Gomes, Uílame Umbelino
This work aimed to perform the characterization of electrical properties of niobium pentoxide, Nb2O5, pure and doped with molybdenum, prepared by powder metallurgy route and to do a comparative analysis of the influence of this material when sintered in a muffle or in a microwave oven. The results showed that the doping of the niobium pentoxide with 0.5% or 1% of molybdenum along with the process of sintering in a microwave oven make the material more applicable as a microwave absorber material for electromagnetic radiation in the UHF (ultra-high frequency) range between 0.3 to 3 GHz. The motivation of this work was associated with the fact that in Brazil are located two of the largest niobium reserves in the world. Under this view, the study of the processing of the ceramic materials is important considering possible technological applications
Development of a novel triple-layer polycrystalline diamond compact
(Elsevier, 2021-01) Mashhadikarimi, Meysam; Medeiros, Regina Bertília Dantas de; Barreto, Lucas Pires de Paiva; Gurgel, Diego Pires; Gomes, Uílame Umbelino; Filgueira, Marcello
The objective of this research was to obtain a triple layer Polycrystalline Diamond Compact (PDC) via the High-pressure High-temperature (HPHT) sintering method. A thin layer of WC with 20 wt.% Nb/Ni was used as an interface between the top layer of Polycrystalline Diamond (PCD) with pure Nb binder and WC 10 wt.% Co substrate. Sintering was performed at 1750 °C under 7.7 GPa of pressure. Microhardness variation was measured and microstructural/structural studies were done via SEM/EDS and XRD. The overall results showed that this new kind of PDC can be produced successfully using pure niobium as a binder for the PDC layer and no sign of graphitization was detected. It was also found that using an interface having the resemblance to both substrate and sintered diamond body caused good adhesion between layers that can potentially enhance performance and durability of PDC
Dilatometric behavior and microstructure of sintered Fe–NbC and Fe–TaC composites
(Springer, 2006-12-16) Martinelli, Antonio Eduardo; Paulo, Domingos Sávio de Araújo; Nascimento, Rubens Maribondo do; Távora, Michele Portela; Gomes, Uílame Umbelino; Alves Júnior, Clodomiro
Fe-reinforced composites were manufactured by the addition of 10–20 wt.% NbC or TaC particles aiming at improved mechanical and wear behavior. Two varieties of Fe powders from Hoeganaes Corp. were used, Ancorsteel 1000B and 45P. Composites produced using the former variety included a small amount of Fe3P to induce liquid-phase sintering whereas 45P powder was pre-alloyed with P by the manufacturer. The hardness of the matrix was adjusted adding carbon to the composite mixture. The powders were milled for different times and annealed prior to pressing. A dilatometric study was carried out under hydrogen to establish optimum sintering profiles. Relative densities up to 97% TD were achieved. Both microstructure and density of the sintered pellets were evaluated in order to establish correlations involving composition, processing parameters and microstructure of the composite
Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilosa
(ABCERAM, 2009) Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna; Varela, Marcio Luiz; Nascimento, Rubens Maribondo do; Gomes, Uílame Umbelino; Martinelli, Antonio Eduardo; Paskocimas, Carlos Alberto
O estudo do ciclo de queima de materiais cerâmicos tradicionais é de grande interesse industrial, visto que são processos que utilizam grande quantidade de energia. Com um ciclo de queima adequado é possível obter um produto de melhor qualidade e com menor consumo de energia térmica, aumentando a produtividade e diminuindo os custos de produção. No Brasil, atualmente, a maioria dos ciclos de queima dos produtos da cerâmica estrutural tem duração em torno de 24 h, sendo normal, em alguns casos, ciclos que chegam a durar mais de 30 h. A inclusão de ciclos de queima mais curtos é atualmente o mais importante processo de inovação em estudo para otimização do processo de queima da indústria de cerâmica estrutural. Este trabalho faz um estudo comparativo das propriedades tecnológicas de materiais cerâmicos de base argilosa queimados por um ciclo de queima tradicional (queima lenta) e um ciclo de queima rápida. Foram utilizadas neste trabalho matérias-primas argilosas procedentes de indústrias de cerâmica estrutural. As taxas de queima utilizadas foram de 1 oC/min (ciclo lento) e 20 oC/min (ciclo rápido) e as temperaturas máximas para as duas taxas de queima foram de 850 oC, 950 oC e 1050 oC. Os resultados obtidos possibilitam uma melhor compreensão dos efeitos do ciclo de queima nas propriedades tecnológicas dos produtos da cerâmica estrutural, permitindo incluir ciclos de queima rápida dependendo das características iniciais das materiais primas e do processamento utilizado
Estudo da adição de resíduos de quartzitos para obtenção de grés porcelanato
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-04-17) Souza, Marcondes Mendes de; Costa, Franciné Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; ; http://lattes.cnpq.br/7908961729654856; Gomes, Uílame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Silva, Angelus Giuseppe Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/1435330862718379; Tavares, Elcio Correia de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/4400396552273448; Silva, Gilson Garcia da; ; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450
Nos estados da Paraíba e Rio Grande do Norte, no Brasil, as jazidas mais expressivas na produção de minerais industriais não-metálicos são as dos pegmatitos, quartzitos e granitos, que estão localizadas na região do Seridó. Os municípios de Várzea - PB, Ouro Branco - RN e Parelhas - RN são os principais responsáveis pela extração de argila, quartzo, micas e feldspato. As empresas de mineração que atuam na extração e beneficiamento dos quartzitos geram grandes volumes de resíduos, constituindo cerca de 90% de SiO2 na sua composição química proveniente do quartzo, que é um dos constituintes básicos nas formulações das massas cerâmicas para a produção de revestimento cerâmicos. Para tanto, este trabalho avalia o estudo da adição de resíduos de quartzito para obtenção do grés porcelanato através da caracterização das matérias-primas por FRX, DRX, MEV, AG, ATG e DSC, utilizando cinco formulações contendo 57% de feldspato, 37% de argila e 6% de resíduos de quartzitos com colorações diferentes (branco, dourado, rosa, verde e preto), que foram sinterizadas em três temperaturas: 1150°C, 1200°C e 1250°C, com isoterma de 1 hora e taxa de aquecimento de 10° C/min. Após a sinterização, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de caracterização física como: absorção de água, retração linear, porosidade aparente, massa específica aparente, resistência à flexão em três pontos. Os resultados obtidos apontavam para a possibilidade da utilização do resíduo de quartzito em um percentual de 6% de adição na massa cerâmica. A utilização de resíduos de quartzito em massa cerâmica proporcionou um produto final com propriedades tecnológicas que atendem às normas técnicas para a produção de grés porcelanato, sendo a temperatura de 1200°Ca que apresentou melhores resultados. De acordo com os resultados obtidos verificou-se um alto teor de óxido de ferro no quartzito preto, sendo descartada a utilização do mesmo em grés porcelanato por questão estrutural, pois o material fundiu a 1250°C. Todas as formulações dos quartzitos obtiveram baixa absorção de água quando sinterizadas a 1200°C, obtendo AA entre 0,1% a 0,36% sem terem passado pelo processo de atomização. Nos ensaios de resistência à flexão todos os quartzitos encontram-se nos limites de aceitação, segundo a norma europeia EN 100, superando 27 MPa na sinterização a 1200°C. Com isso, o uso de resíduo de quartzito em massas cerâmicas se apresenta como excelente potencial para a produção de grés porcelanato.
Estudo de um compósito Mo-Cu obtido pela redução de pós de heptamolibdato de amônia e cobre moídos e sinterizados com fase líquida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-07-22) Morais, Luís Matheus Fernandes de; Costa, Franciné Alves da; Silva, Ariadne de Souza; Gomes, Uílame Umbelino; Lourenço, Cleber da Silva; Raimundo, Rafael Alexandre
O compósito Mo-Cu alia a alta condutividade elétrica e térmica do cobre com a resistência ao desgaste do molibdênio. As principais aplicações desse sistema são em dispositivos de contatos elétricos e dissipadores de calor. A formação desse compósito com baixa densidade compromete o desempenho das aplicações desse material. Além disso, a insolubilidade mútua entre o cobre e molibdênio dificulta a obtenção desse material com densidade próxima ou igual a densidade teórica. Contudo, a técnica da metalurgia do pó (MP), através das etapas de moagem de alta energia (MAE), conformação/compactação e sinterização com fase líquida, é apontada como uma rota viável para a obtenção desse compósito. A moagem de alta energia produz pós compósitos com alta homogeneidade das fases e pequeno tamanho de partícula, o que induz o aumento da sinterabilidade de sistemas imiscíveis assim como o sistema Mo-Cu. Assim, neste trabalho foi investigada a influência da temperatura de redução dos pós HMA-15,34%Cu preparados por moagem de alta energia, bem como o efeito desta preparação na densificação, microestrutura e propriedades dos compactos de pós Mo-25%Cu sinterizados. Pós de HMA-15,34%pCu foram preparados por mistura mecânica e moagem de alta energia. A moagem foi efetuada em moinho planetário Pulverisset 7 com recipiente e bolas de metal duro sob atmosfera de álcool etílico e a 400 rpm durante 20 h. A razão em massa de pó para bolas usada foi de 1:5. Tais pós foram reduzidos a 700 °C, 750 °C e 800 °C em um forno tubular sob um fluxo de hidrogênio (H2) de 316 ml/min. Os pós de Mo-25%Cu obtidos foram prensados a 250 MPa em matriz cilíndrica uniaxial e os compactos verdes produzidos foram sinterizados a 1150 °C por 1 h sob atmosfera de H2. Compactos sinterizados de pós Mo-25%Cu moídos e reduzidos a 700 °C alcançaram 94,1% da densidade teórica. Todavia, uma condutividade elétrica de 39,7 IACS e uma microdureza Vickers de 341,63 Hv foram obtidas pelos compactos sinterizados de pós Mo-25%Cu moídos e reduzidos a 750 °C.
Estudo de um compósito Nb-15%pCu obtidos por moagem de alta energia e sinterizados por fase líquida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-12-19) Lima, Hérik Dantas de; Gomes, Uílame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; ; http://lattes.cnpq.br/9940625210549495; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Costa, Franciné Alves da; ; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Filgueira, Marcello; ; http://lattes.cnpq.br/0725750287341168
Existe uma grande dificuldade na formação de um compósito do metal refratário de nióbio com o cobre. Isto se deve ao fato de que o sistema Nb-Cu é quase mutuamente imiscível, podendo ser desprezada a solubilidade entre eles. Estas propriedades dificultam ou impedem a obtenção de estruturas homogêneas e de alta densidade, convencionalmente preparadas. Este trabalho tem por objetivo analisar a utilização do processo de moagem de alta energia (MAE) para transpor estas dificuldades naturais, no que se refere à densificação dos corpos sinterizados. A MAE e a prensagem foram utilizadas na preparação dos pós, para a obtenção de uma fina e homogênea distribuição do tamanho dos grãos. Quatro cargas de pós de Nb e Cu contendo 15% em massa de Cu foram então moídos por MAE em um moinho de bolas tipo planetário, sob diferentes períodos e velocidades de moagem. Os resultados obtidos pela MAE foram analisados através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), de acordo com os parâmetros de tempo e velocidade de moagem. As amostras foram compactadas sob pressão de 200 MPa, em seguida foram sinterizadas por fase líquida em um forno à vácuo nas temperaturas de 1100ºC/60 min e 1200ºC/60 min. Depois foi utilizada a técnica de caracterização de difração de raios-X para a identificação das fases. As microestruturas das amostras sinterizadas foram observadas e avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ensaios de Microdureza Vickers foram realizados, obtendo maiores valores para os corpos sinterizados nos maiores tempos de moagem dos pós e para as maiores velocidades de moagem. Foi verificado que a sinterização por fase líquida das amostras que foram processadas por MAE, produziu no final uma estrutura homogênea e densificada em 77,4% em relação ao valor da densidade teórica do compósito
Estudo sobre tratamento térmico e mudança superficial da diatomita de Punau/RN para o desenvolvimento de um auxiliar de filtração
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013) Nascimento, Carlos Rener do; Gomes, Uílame Umbelino; Costa, Franciné Alves da; http://lattes.cnpq.br/8698567925323942; Tavares, Elcio Correia de Souza; http://lattes.cnpq.br/4400396552273448; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; http://lattes.cnpq.br/7909291486850192; Silva, Ariadne de Souza; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389
A diatomita é um material natural que possui inúmeras aplicações devido às mudanças nas suas propriedades física e química após processamento. Atualmente, é utilizada na indústria como isolante acústico, auxiliar de filtração e carga industrial. O material filtrante deve apresentar composição química de material inerte, o que confere à diatomita é um material natural que possui inúmeras aplicações devido as mudanças nas suas propriedades física e química após processamento. Atualmente, é utilizada na indústria como isolante acústico, auxiliar de filtração e carga industrial. O material filtrante deve apresentar composição química de material inerte, o que confere à diatomita um alto valor comercial e desempenho, não encontrados em outros materiais particulados, para est´a aplicação. A diatomita sofre alterações superficiais após tratamento térmico em altas temperaturas, a partir de 800◦C, apresentando propriedades que permitem sua aplicação nas indústrias alimentícias, de bebidas, farmacêuticas, têxteis e cosm´eticas. Neste trabalho, desenvolveu-se um estudo sobre tratamento térmico em diatomita natural a fim de adequar suas propriedades à aplicação como auxiliar de filtração. Os tratamentos t´ermicos foram realizados em forno aberto nas temperaturas de 800◦C, 1000◦C e 1200◦C, por um tempo de 24 horas. Foram adicionados também reagentes na constituição das amostras em análise. Os reagentes usados foram, o carbonato de s´odio (Na2CO3) e o cloreto de sódio (NaCl). As amostras foram caracterizadas por difração de raios-x, fluorescência de raios-x, microscopia eletrônica de varredura, análise de distribuição e tamanho de partículas, área superficial especifica pelo método BET, e volume de poros pelo método BJH. Os resultados mostraram uma redução na porosidade do matérial bem como um incremento significativo da área superficial especifica após tratamento térmico e com os reagentes na proporção de 3% em peso. As diatomitas, após tratamento térmico, sofreram alterações na sua coloração, variando nas cores branca, creme e bege, que interferem diretamente na velocidade do processo de filtração de materiais. Todos os resultados obtidos antes e após tratamento térmico do material foram comparados aos valores obtidos para as amostras já usadas industrialmente, da indústria brasileira e americana, que foram caracterizadas através dos mesmos métodos experimentais realizados com as amostras em estudo, e indicaram uma eficiência promissora ao material estudado da região de Punau - RN, após seu processamento; adição de reagentes e tratamento térmico, como elemento na composição de filtrante.
Fracture toughness evaluation of WC–10 wt% Co hardmetal sintered under high pressure and high temperature
(Taylor and Francis Group, 2016-11-29) Mashhadikarimi, Meysam; Gomes, Uílame Umbelino; Oliveira, M. P.; Guimarães, R. D. S.; Mello Júnior, M. M. B.; Filgueira, Marcello
This work focused on fracture toughness studies of WC–10 wt% Co hardmetal fabricated through the high pressure/high-temperature technique. A powder mixture of WC–10 wt% Co was sintered at 1500–1900°C under a pressure of 7.7 GPa for 2 and 3 min. Vickers hardness test at two different loads of 15 and 30 kgf was done and fracture toughness of the sintered bodies was measured using the indentation method to obtain the effect of sintering parameters. Structural analyses were also performed via X-ray diffraction to investigate structure-related properties. Full density was achieved for high sintering temperature along with abnormal grain growth that reduced hardness. High hardness was observed ranging from 1200 to 1670 HV and fracture toughness increased with increasing sintering temperature up to the highest value of 17.85 MPa/m
Influence of the high-energy milling and spark plasma sintering on the formation of Cu − Graphite composite with enhanced properties
(Journal of Alloys and Compounds Communications, 2025-05) Gomes, Uílame Umbelino; Lourenço, Cleber da Silva; Raimundo, Rafael Alexandre; Silva, Ariadne de Souza; Morales, Marco Antonio; Vitoriano, Jussier de Oliveira; Lima, Maria José Santos; Filgueira, Marcello; Costa, Franciné Alves da; https://orcid.org/0000-0002-4074-0762; https://orcid.org/0000-0003-0668-3925; https://orcid.org/0000-0002-9943-9464; https://orcid.org/0009-0002-9675-0748; https://orcid.org/0000-0002-3098-5731; https://orcid.org/0000-0002-9357-2088; https://orcid.org/0000-0001-8957-9204; https://orcid.org/0000-0001-5297-0250
This study explores the effects of high-energy milling and sintering routes on the microstructure and properties of Cu-10wt%Graphite composites. The powders were milled for 10, 30 and 50 h, and sintered either in resistive oven or spark plasma (SPS). The results showed that milling time influenced the particle size, crystallite size, phase composition, dispersion, and homogeneity of the powders. It was also observed that a longer milling time lead to the formation of composite particles of Cu-Cu2O-C with a smaller particle size. Additionally, during the SPS process, the carbo-reduction of the Cu2O phase takes place, resulting in metallic Cu and graphite phases. The SPS sample exhibited improved densification and enhanced microhardness. Sliding wear tests show that the sample sintered via SPS had better values of average coefficient of friction (COF) and rate of wear, indicating the ability of these samples for sliding electrical contacts. The mechanisms and implications of these findings are discussed. This study contributes to the development of novel Cu-graphite based composites for electrical applications
Magnetic properties and hardness of nanostructured WC-Co cemented carbide
(Trans Tech Publications, 2012-08) Araújo, José Humberto de; Manuel, João Baptista; Silva, Ariadne de Souza; Gomes, Uílame Umbelino; Diniz, M. J.
Nacrystalline WC-10wt.%Co powders were prepared by high energy milling and liquid phase sintered. The powders with different milling time were characterized by X-ray diffraction and SEM. After sintered the WC-10wt.%Co cemented carbides exhibits ultra fine grain sizes. Coercitive field and Vickers hardness measurements on the consolided samples detected a significant increase and decrease Vickers hardness with the milling time increase in sintered samples
Modulating the microstructural and mechanical characteristics of copper-tungsten carbide composite powders by WC content and milling time
(Materials Today Communications, 2025-01) Gomes, Uílame Umbelino; Silva, Thalita Queiroz e; Vieira, Pâmala Samara; Ramundo, Rafael Alexandre; Marques, Anderson Costa; Vasconcelos, Gabriel dos Santos; Mashhadikarimi, Meysam; Senos, Ana Maria de Oliveira Rocha e; https://orcid.org/0000-0002-4074-0762; https://orcid.org/0009-0009-6365-2691; https://orcid.org/0000-0002-9943-9464; https://orcid.org/0000-0002-9943-9464; https://orcid.org/0000-0002-8846-658X; https://orcid.org/0009-0008-6974-9630; https://orcid.org/0000-0003-4784-9784
Composites produced with a copper matrix and reinforced with ceramic and refractory material have applicability in electrical conductors. This study investigated copper powder with addition of different concentrations of tungsten carbide (5, 10, 15 and 20 % by mass) prepared by high-energy milling (HEM) for 1, 2, 5, 10 and 20 h. The powders obtained were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray Diffraction (XRD) with Rietveld refinement and Powder Vickers microhardness. The morphology of the powders was changed by HEM, deforming the copper particles due to their ductility. The brittle tungsten carbide particles were fragmented, resulting in a homogeneous distribution in the metal matrix and the production of composite particles. The dispersion, homogenization and particle size were significantly influenced by the milling time and percentage of WC, as well as the different milling mechanisms were identified. The diffractograms revealed characteristic peaks of copper and tungsten carbide, and the Rietveld refinement of the XRD revealed very significant changes in the structures of the studied phases. Vickers microhardness showed a direct relationship with the amount of WC, milling time and dispersion of the WC phase in the Cu matrix
Niobium as a new binder for polycrystalline diamond (PCD) sintered via High Pressure-High Temperature (HPHT)
(Elsevier, 2020-08) Mashhadikarimi, Meysam; Gurgel, Diego Pires; Rodrigues, Mayara Adrielly Leal de Oliveira; Barreto, Lucas Pires de Paiva; Filgueira, Marcello; Gomes, Uílame Umbelino; Bichler, Lukas
In this research, the effect of adding 2.5, 5.0 and 10 wt% niobium (Nb) as a binding agent was investigated for High Pressure-High Temperature (HPHT) sintering of polycrystalline diamond (PCD). Samples were sintered at 1750 °C and 7.7 GPa. Detailed characterization of the as-sintered materials revealed a uniform dispersion of the Nb additives in the diamond matrix and no interfacial cracking was observed. Higher concentration of binder increased tendency to intergranular failure. The formation of NbC and NbC0.84 phases after sintering was identified, indicating that some of the matrix carbon may have undergone graphitization
Obtaining and characterization of W-Cu composite powder produced by mixing and sintering of Ammonium Paratungstate (Apt) and copper nitrate
(ABM, ABC, ABPol, 2017-05-18) Lima, Maria José Santos; Silva, Fernando Erick Santos da; Souto, Maria Veronilda Macedo; Mashhadikarimi, Meysam; Silva, Ariadne Sousa; Gomes, Uílame Umbelino; Souza, Carlson Pereira de
The objective of this work is obtaining W-30 wt% Cu composite powder from ammonium paratungstate hydrated (APT) and hydrated copper nitrate and investigating the influence of some production process parameters of W- 30 wt% Cu in particles form which results in high sinterability and densification of W-30 wt% Cu composite. To achieve this objective, the powder was obtained by manually mixing the APT and copper nitrate and reducing under a hydrogen atmosphere at 800 °C and then compacting at 500 MPa and sintering in a tubular furnace at 1200 °C for 60 minutes. The obtained materials were characterized by XRD, SEM, EDS, particle size analysis, density and microhardness measurements. The composite powder showed a good homogenization of Cu in W with very fine and agglomerated particles and a mean crystallite size of 25.64 nm. SEM coupled with EDS with mapping analysis revealed a homogeneous distribution of Cu and W in the sintered sample. The composite had a relative density of 96.77% and a microhardness of 523.66 HV. Therefore the method of obtaining the composite powder is feasible to sinter W-30 wt% Cu powder due to a greater dispersion and homogenization of phases and the average particle size

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