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Title: Desenvolvimento de compósitos tribologicamente eficazes
Authors: Souza, Juliana Ricardo de
Keywords: Rejeito de Scheelita;PTFE;Compósitos;Tribologia
Issue Date: 5-Jun-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SOUZA, Juliana Ricardo de. Desenvolvimento de compósitos tribologicamente eficazes. 2015. 192 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015.
Portuguese Abstract: A estocagem de rejeitos de scheelita a “céu aberto” resultante da exploração da mina Brejuí da região de Currais Novos, Rio Grande do Norte, Brasil, tem gerado, no período 1960-2015, um forte passivo ambiental. O polímero politetrafluoretileno (PTFE) majora em sistemas de deslizamento e reduz significativamente custos de manutenção, devido às suas excelentes propriedades mecânicas, tais como baixo coeficiente de atrito (0,01< m <0,10) e limite de escoamento da ordem de 10 MPa. No entanto, apresenta elevadas taxas de desgaste (10-13 m2/N) e por despertar o interesse científico e tecnológico nas indústrias petroquímica e aeroespacial na forma de lubrificantes sólidos, objetivou-se desenvolver compósitos poliméricos com matriz de PTFE utilizando-se o rejeito de scheelita como carga, viabilizando também processos de remediação ambiental. O Rejeito de Scheelita foi caracterizado na condição como adquirido, através de análises de DRX, FRX, MEV, EDS, granulometria por Peneiramento e a Laser, registrando-se traços de tungstênio e metais estratégicos igualmente importantes. O PTFE foi analisado por TGA, DSC, MEV, DRX, FRX. Para o desenvolvimento dos compósitos misturou-se mecanicamente os pós de PTFE e Rejeito de Scheelita, devidamente preparados e pesados. Para moldagem por compressão à quente projetou-se um molde cilíndrico de aço acoplado a uma resistência inseridos numa prensa hidráulica. Avaliaram-se o desempenho tribológico dos compósitos obtidos a partir de Rugosidade, Dureza, Molhabilidade, Absorção ao impacto, Esclerometria, Pino Disco e Analise Morfológica. Os resultados indicam que a variação no teor de rejeito de scheelita influência nos resultados de rugosidade, dureza e absorção ao impacto. Compósitos molhados com água salina e destilada caracterizaram-se como hidrofóbicos, enquanto que os molhados com óleo parafínico e naftênico como oleofílicos. Correlacionando os resultados dos ensaios tribológicos e custos constatou-se que a composição de 20% de Rejeito de Scheelita apresentou a melhor planicidade, baixo consumo de energia de deformação específicica (<0,30 J/mm3), a menor perda mássica (8x10-3g) e afundamento da pista (<0,4 µm/km).
Abstract: The storage scheelite tailings in the open air as a result of Brejuí mine exploration, located near Currais Novos, Rio Grande do Norte, Brazil, between 1960 and 2015, a strong environmental passive. The polymer polytetrafluoroethylene (PTFE) outstands in sliding systems and significantly reduces maintenance costs, due to its excellent mechanical properties, such as low friction coefficient (0,01<  <0,10) and yield limit to the order of 10MPa. However, it has high wear rates (10-13 m2/N) and for arousing scientific and technological interests at petrochemical and aerospace industry, in the form of solid lubricants, the target was to develop polymeric composites with a PTFE matrix using tailings of scheelite as charge, enabling also environmental remediation processes. The tailing of Sheelite was characterized in acquired conditions, through XRD, XRF, SEM, EDS, granulometry by screening and by laser, recording traces of tungsten and strategic metals equally important. The PTFE was analyzed by TG, DSC, SEM, XRD, XRF. To the composites development, powders of PTFE and tailings of sheelite were mechanically mixed, previously prepared and weighed. To hot compression molding, a designed cylindrical steel mould was coupled with a resistor and placed in a hydraulic press. The composite’s tribological performance was evaluated from roughness, hardness, wettability, impact absorption, sclerometry, pin on disc, and morphological analysis. The results show that the variation in the tailing of scheelite concentration influences the results of roughness, hardness and impact absorption. Wet composites with saline and distilled water were characterized as hydrophobic, and the ones wet with paraffenic and naphtenic oil, they acted oleophilic. Correlating the results of tribological tests and costs, it was found that the composition of 20% mineral filler showed better planeness, low specific deformation energy consumption (<0,30J/mm³), the lowest mass loss (8x10-4g) and trail shipwreck (<0,4μm/km).
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20564
Appears in Collections:PPGEM - Doutorado em Engenharia Mecânica

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