Faculdade de Engenharia de Materiais - FEMAT/CANAN

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Acesso aberto (Open Access)
Efeito do tecimento em Soldagem por Fricção Linear (FSW) aplicado em alumínio naval 5052 f
(2018-11-30) OLIVEIRA, Karymme Mayara Barbosa de; LOAYZA, Cristhian Ricardo Loayza; http://lattes.cnpq.br/4162763961640575; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
A Soldagem por Fricção Linear (SFL), ou Friction Stir Welding (FSW), surgiu com o objetivo de melhorar os materiais que comumente são soldados por fusão e que facilmente podem gerar vários defeitos, como falta de fusão por exemplo, que comprometem o seu desempenho mecânico. Além de ser considerada como uma soldagem ecológica, a SFL pode ser aplicável a maioria dos metais, causando uma menor modificação das propriedades originais, pela mistura do material abaixo da temperatura de fusão. O tecimento foi incluso neste tipo de soldagem em chapas de alumínio naval 5052 F para verificar possíveis contribuições nas propriedades das juntas, dando-se pela trajetória triangular, com as amplitudes de 0,5, 1,0 e 2,0 mm, e frequências de 0,116, 0,109 e 0,031 Hz, sendo comparadas ao processo sem tecimento, mantendo igual o restante dos parâmetros, como velocidade de rotação, ângulo de inclinação, entre outros. A partir da macroscopia, microdureza, dobramento, tração e fractografia, no microscópio eletrônico de varredura, realizados nas amostras de cada condição de soldagem, este método apresentou ganho nas propriedades mecânicas com as amplitudes 0,5 mm e 2,0 mm pela melhor densidade dessa mistura indicando uma boa parametrização, principalmente devido pressão aplicada pela ferramenta, o que não ocorreu com o tecimento de amplitude 1,0 mm, obtendo desempenho inferior a solda de sem tecimento.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da capacidade adsortiva do rejeito de caulim visando a aplicação na remoção de contaminantes orgânico em meio aquoso
(2018-12-05) MATOS, Cintia da Silva; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375
A região amazônica dispõe de grandes e valiosos depósitos de caulim. Só no Estado do Pará estão localizadas três grandes indústrias de beneficiamento de caulim. Pesquisas revelam que o rejeito originado a partir do beneficiamento deste minério é rico em sílicio-aluminatos, tornando-se assim um material com grande potencial para o estudo de adsorção. O presente estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de adsorção do rejeito de caulim gerado durante a etapa de processamento visando sua aplicação como material adsorvente de baixo custo. O rejeito foi calcinado a 700 ºC por 2 horas e, em seguida, ativado com ácido sulfúrico, clorídrico e nítrico. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raio X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). A capacidade das amostras para remover o corante azul de metileno de soluções aquosas foram avaliadas através do método de batelada, cujos dados foram calculados pelos modelos de Langmuir e Freundlich. Os valores revelam que as amostras de caulim ‘’in natura’’ e calcinada, ativadas com ácido clorídrico, sulfúrico e nítrico podem ser consideradas um material de elevado potencial para uso tecnológico. Contudo as amostras que melhor se adequaram ao modelo de Langmuir neste trabalho foram os rejeitos ‘’in natura’’ ativada com ácido nítrico (RCN-HNO3), e calcinadas ativadas com ácido nítrico (RCC-HNO3), onde a capacidade de adsorção atingida pelo (RCC-HNO3) foi de 15,847 mg.g-1 e para o (RCN-HNO3) foi de 8,665 mg.g-1.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da incorporação do rejeito de minério de cobre em massas argilosas para a produção de cerâmica vermelha
(2018-12-05) CARDOSO, Altair Costa; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375
Atualmente, as matérias-primas estão se tornando cada vez mais escassas e os rejeitos gerados se transformaram em graves problemas ao meio ambiente com gerenciamento complexo. Sabe-se que rejeitos industriais são problemas no mundo todo, e que a reutilização destes pode garantir um menor impacto ambiental. Em vista destes problemas, este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação do rejeito proveniente da mineração de cobre em massas argilosas, em diferentes percentuais, visando à produção de cerâmica vermelha. A argila e o rejeito utilizado foram caracterizados através de difração de raios X (DRX) e as formulações foram elaboradas nas seguintes proporções de rejeito de cobre: 10%, 20%, 30% e 40% em peso. Os corpos cerâmicos foram conformados por prensagem uniaxial e sinterizados a 850 ºC, 950 °C e 1050 °C com um patamar de queima de 2 horas. As propriedades tecnológicas analisadas foram retração linear, massa especifica aparente, porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica, essa última obtida pela tensão de ruptura à flexão em três pontos. A análise microestrutural do material produzido foi avaliada utilizando-se a técnica de microscopia óptica. Foram obtidos resultados satisfatórios nas composições contendo 20 e 30% de rejeito de cobre, sem grandes perdas na resistência mecânica. A partir deste estudo verificou-se que a adição do rejeito de cobre em massas argilosas pode vir a torna-se algo atrativo para a fabricação de produtos da indústria de cerâmica vermelha.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização mecânica e morfológica de compositos com fibras de vidro e palha da costa (Raphia Taedigera Mart)
(2018-12-06) TAVARES, Arthur Ruan Dias; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Neste trabalho foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica com inserção de fibra de vidro e fibras de palha da costa nos comprimentos de 15, 30 e 45 mm. Os compósitos foram confeccionados de acordo com o método hand lay-up. Para cada ensaio foram produzidos 7 (sete) corpos de prova para cada composição. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica, utilizando iniciador (1,0 % v/v) e acelerador de cobalto (1,5 % v/v). As fibras inseridas tiveram valores de fração mássica de 2,5 e 5 %. Foram realizados ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa especifica aparente adotando a NBR 12766, ensaios de tração dos compósitos segundo a ASTM D 3039, ensaios de flexão segundo a norma ASTM D 790 e análises da superfície de fratura através da microscopia eletrônica de varredura – MEV. Os resultados mostraram que houve aumento no limite de resistência a tração dos compósitos com fibra de vidro em relação à matriz plena. Os melhores resultados de limite de resistência a tração foi de 21,25 MPa para fibras de vidro; 9,20 MPa para fibras de palha da costa; a resistência a flexão para compósitos com fibras de vidro foi de 85,83 MPa, e para compósitos de palha da costa foi de 45,65 MPa. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes para a determinação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais, onde os fenômenos de fibras dispostas transversalmente na direção do carregamento e fibras rompidas foram observados. Os materiais produzidos e caracterizados apresentaram propriedades mecânicas similares com a literatura consulta.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação mecânica de tração e flexão dos compósitos com fibras curtas de juta e vidro
(2018-12-06) SANTOS, Wynara Sandy Teixeira dos; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Nos últimos anos, observa-se um aumento de estudos que focam na substituição de fibras sintéticas por naturais em compósitos poliméricos, por conta dos autos custos de fabricação das fibras sintéticas e pelo grande número de rejeitos gerados poluindo o meio ambiente. Este trabalho consiste na substituição parcial da fibra sintética de vidro pela fibra natural de juta, avaliando mecanicamente tração e flexão, fazendo análises físicas e análises das fraturas dos compósitos com fibras naturais de juta e fibras sintéticas de vidro. As fibras foram adquiridas do comércio local de Belém-PA e utilizadas nos comprimentos de 15 mm, 30 mm e 45 mm. O processo de fabricação dos compósitos foi o hand lay up. A matriz polimérica foi constituída por resina poliéster isoftálica insaturada em conjunto com catalisador (1 %) e acelerador de cobalto (1,5 %) em v/v. As proporções de fibra de juta e vidro inseridos nos compósitos foram de 2,5 % e 5 % em massa. As caracterizações mecânicas dos compósitos foram avaliadas por ensaios de resistência a tração e a flexão segundo as normas ASTM 3039 e ASTM 790, respectivamente. As propriedades físicas (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente) seguindo a norma NBR 12766. As fraturas dos compósitos foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados dos compósitos com fibras de juta e fibras de vidro para o ensaio de tração foram superiores em relação a matriz plena. O módulo de elasticidade dos compósitos com fibras de juta e das fibras de vidro comparadas a matriz plena tiveram um aumento. Os ensaios de flexão dos compósitos com fibras de juta e das fibras de vidro tiveram um valor inferior comparado a matriz plenas e o módulo de elasticidade dos compósitos com fibras de juta e o com fibras de vidro apresentaram resultados inferiores comparados a matriz plena. Por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível a identificação e as características das fraturas dos compósitos fabricados.
Desconhecido
Potencial metalúrgico do rejeito cassiterítico do pitinga-am fonte de elementos terras raras e urânio
(2018-12-07) ROSÁRIO, Evandro Costa do; PAZ, Simone Patrícia Aranha da; http://lattes.cnpq.br/5376678084716817
Todo processo produtivo, seja orgânico ou inorgânico, gera volumosas quantidades de rejeitos, que são destinados a grandes e onerosas unidades de armazenamento; a exemplo da indústria minerometalúrgica esses locais são: barragens, lagoas de sedimentação ou simples pilhas. No entanto, já não se olha mais para esses locais como apenas lixões, mas como fontes de matéria-prima, isto é: novas jazidas e minas. No caso da mineração de cassiterita no Pitinga-AM, a qual já dura mais de 40 anos, sabe-se que tais rochas não são somente ricas em estanho, nióbio e tântalo, mas também em elementos terras raras (ETR), rubídio, urânio, entre outros. Nesse contexto, buscou-se no presente trabalho avaliar o potencial fonte metalúrgica de rejeitos cassiteríticos do Pitinga-AM por meio de uma caracterização química e mineralógica por DRX, FRX e FTIR. Os resultados revelaram que os rejeitos estudados apresentam minerais portadores de elementos terras raras e/ou urânio, tal como o xenotímio. Foram detectados teores de 0,1% a 1,35% de ETR, sendo os mais presentes: Y, Yb e Ce. Para o urânio foram apontados teores que variam desde 0,22% a 0,61%, e estes valores estão acima da média crustal. Tais resultados revelam uma potencialidade desses rejeitos como fontes de ETR e U e boas perspectivas de investimento e inovação tecnológica na região amazônica no que concerne a implantação de processos de extração metalúrgica.
Acesso aberto (Open Access)
Diferenciação de materiais fosfáticos fertilizantes agrícolas por espectroscopia no infravermelho
(2018-12-07) SOUSA, Paulo Victor Campos; ALBUQUERQUE, Alan Rodrigo Leal de; http://lattes.cnpq.br/6365736603862580; PAZ, Simone Patrícia Aranha da; http://lattes.cnpq.br/5376678084716817
O Agronegócio é uma das atividades econômicas mais importantes do Brasil, se não a mais importante. No caso da Agricultura, pode se dizer que a alta produtividade brasileira se deve ao adequado preparo do solo, o qual precisa ser fértil e ter pH ligeiramente ácido. A reposição de nutrientes é quase sempre necessária, por isso os custos com fertilizantes são elevados. O fósforo é um elemento essencial para o crescimento de qualquer vegetal e por isso é classificado como um macronutriente, aquele consumido em grande quantidade. O Brasil apresenta uma carência desse nutriente e por isso importa cerca de 50% do que consome. Fontes alternativas estão sendo estudadas, assim como, as variedades agrominerais disponíveis no Brasil e seus produtos derivados após tratamentos químicos e/ou térmicos. De forma geral, o custo para caracterização e classificação dos materiais fosfáticos são elevados dada a complexidade das assembleias mineralógicas e/ou transformações termoquímicas. Assim, buscou-se neste trabalho estabelecer parâmetros de diferenciação fosfática usando a espectroscopia no infravermelho, uma técnica prática, rápida e relativamente de baixo custo, utilizando seis variedades fosfáticas distintas. Condições de preparação de amostra, de medida e de análise foram estudadas para as regiões espectrais Near e Middle. Os resultados revelaram que para ambas as regiões espectrais, a resolução mais adequada consistiu em 8 cm-1; quanto ao modo de preenchimento do porta-amostra para medida de reflectância difusa (DRIFT), a forma randômica deve ser a prevalecida, embora em casos como o observado neste trabalho, que para as medidas na região Near, a preparação orientada não causou prejuízo, não se observou qualquer mudança significativa nos espectros comparados entre randômico e orientado, e portanto pela praticidade pode ser escolhida. Observou-se ainda que as melhores resoluções das bandas na região Middle são sob amostra diluídas em KBr, seja no modo DRIFT ou TRANSMITÂNCIA, que apresentaram a qualidade dos espectros bem superiores àqueles obtidos pelo modo ATR. O desenvolvimento de um banco de dados conciso e mais detalhado para materiais fosfáticos foi estabelecido, e as informações na biblioteca construída vão além de apenas informar a posição da banda referente aos grupos funcionais fosfáticos; detalhe da microestrutura da fase fosfática e também da assembleia de fases presentes pode ser interpretada de posse do perfil espectrométrico cadastrado.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da caracterização e influência do resíduo siderúrgico pó de balão em massas cerâmicas para produção de bloco estrutural cerâmico
(2019-02-20) GOMES, César Augusto de Oliveira; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809
A indústria metalúrgica é um setor importante dentro da economia brasileira representando 1,26% do PIB nacional. Esta indústria gera uma variedade de resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões gasosas nas suas diversas etapas de processamento. Um dos resíduos gerados pelo setor siderúrgico e o pó de balão que é formado por óxidos de ferro nas formas FeO, Fe2O3 e Fe2O4. O pó de balão ainda é pouco utilizado em tentativas de reaproveitá-lo como co-produto, embora possa ser aglomerado por sinterização e adicionado às matérias-primas no alto-forno. Desta forma, a adição de resíduos em cerâmica vermelha, atualmente, apresenta-se como uma das principais soluções tecnológicas para a disposição final de resíduos sólidos industriais. A incorporação do pó de balão em massas de cerâmicas requer uma análise de composição química e mineralógica para obter formulações específicas, que colaborem na busca da melhoria das propriedades dos materiais fabricados. Tendo em vista as suas diversas propriedades, este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de 5, 10 e 15% em peso do resíduo pó de balão, em massa argilosa composta por argila forte e argila fraca, para a produção de bloco estrutural cerâmico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do concreto geopolimérico a partir de metacaulim da região norte com adição de escória de alto forno
(2019-05-24) PORTO, Ana Beatriz Rodrigues; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Os Geopolímeros são polímeros inorgânicos de uma nova classe de materiais que apresentam características particulares, sendo sintetizados a partir de reações de geopolimerização de vários constituintes, como matérias-primas naturais de origem geológica contendo aluminossilicatos, que conferem a este material boas propriedades mecânicas. A necessidade de redução de consumo de energia e de emissão de CO2 é uma exigência constante na indústria de cimento Portland, gerando esforços na melhoria da eficiência dos processos de fabricação, assim como o aproveitamento de resíduos e subprodutos de outras indústrias. O cimento geopolimérico possui características especiais, pois é desenvolvido com tecnologia inovadora empregando principalmente argilominerais, de forma distinta em relação a indústria cimenteira tradicional que tem como principal fonte de matéria-prima a rocha calcárea objetivando gerar o clínquer Portland. Os Concretos de Cimento Geopolimérico (CCG) são concretos desenvolvidos a partir do aglomerante Geopolimérico. Esses concretos apresentam propriedades físicas e mecânicas bem similares àquelas apresentadas pelos Concretos de Alto Desempenho (CAD). Neste trabalho, por meio de uma dosagem adaptada dos componentes que constituem o geopolímero, foi desenvolvido o concreto de cimento geopolimérico (CCG), que teve suas particularidades comparadas com o concreto de cimento Portland (CCP), através da fixação do parâmetro de dosagem, como a relação água/aglomerante. Para a obtenção do metacaulim, houve a necessidade de calcinar o caulim em uma temperatura de 850ºC por 2 horas e o resíduo utilizado foi Escória de Alto Forno como principal fonte de Cálcio. Estas matérias-primas foram caracterizadas por EDs e DR-X para o conhecimento das composições químicas dos precursores geopoliméricos. Foram realizados estudos preliminares de pasta e argamassas geopoliméricas com 7 dias de cura. Os melhores percentuais encontrados foram 45% de Escória de Alto Forno para a pasta e 69% de areia em Argamassa. Estes resultados então foram aplicados para o estudo do Concreto de Cimento Geopolimérico, posteriormente submetidos a ensaios de compressão na idade de 7 dias. Os resultados mostraram que o CCG atingiu resistência à compressão média de 42 Mpa, se enquadrando na normativa de Concreto de Alta resistência inicial e mostrando resultados similares ao do Concreto de Cimento Portland. As superfícies de fratura foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a partir dos fragmentos retirados dos corpos-de-prova rompidos no ensaio mecânico. As análises apresentaram a melhor aderência matriz/agregado no CCG em comparação ao CCP.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do desempenho térmico e mecânico da argamassa geopolímérica a partir do metacaulim com adição de escória de alto forno
(2019-06-24) SILVA, Alan Rodrigo Palheta; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
O Termo Geopolimero foi introduzido a partir de Davidovits, e indica materiais com propriedades cimenticias e matérias primas de origens geológicas ou minerais, para que ocorra a reação é necessário um meio alcalino, onde alumínio e silício reagirão e formarão polímeros (de onde surge o nome Geopolimero), e o cálcio entra no interstício da estrutura. Os Geopolímeros são conhecidos por propriedades bem interessantes, tais como rápida cura, resistência igual ou superior ao Portland, além de redução de danos ambientais quando comparado ao tradicional Cimento Portland. Neste trabalho objetivou-se produzir a Argamassa Geopolimérica – AGP, e encontrar as melhores formulações e propriedades utilizando como matéria prima o caulim da Região Norte e o Resíduo Escória de Alto - EAF, o Estudo contém pesquisa em relação a granulometria de EAF e uma análise preliminar de Pasta De Cimento Geopolimérico. Uma comparação foi realizada em relação a Argamassa Refratária Comum – ARC. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com a AGP apresentando uma resistência a comprensão melhor que a ARC após a exposição térmica na temperatura de 400ºC.
Acesso aberto (Open Access)
Investigação do transporte eletrônico em grafeno e phagrapheno nanoribbons: puro e dopado
(2019-11-19) NISIOKA, Kazuko Ramos; SILVA JÚNIOR, Carlos Alberto Brito da; http://lattes.cnpq.br/5067093267673117; https://orcid.org/0000-0002-7084-8491
Com o constante avanço tecnológico, a área da Nanoeletrônica cresceu nos últimos anos, pela sua importância social no que diz respeito à demanda de dispositivos eletrônicos, cada vez mais sofisticados, resistentes e eficientes. Dentre os nanodispositivos mais estudados, temos o Grafeno e, atualmente, o Phagrafeno, que tem atraído bastante atenção, devido ser um alótropo do Grafeno que tem propriedades físicas similares. Neste trabalho, são investigadas as propriedades eletrônicas e de transporte de material quase 1-D, como as nanofitas de PhaGrapheno em zigue-zague (zzPGNR) dopadas com B e N. É feita uma comparação com materiais quase 1-D puros (zzPGNR e zzGNR) e dopados (zzGNR dopado com B e N) já bem conhecidos na literatura. A questão é: Quais mudanças e quais aplicações ocorrem nas propriedades desses materiais quando sua rede cristalina é modificada? Os cálculos foram realizados utilizando DFT sem spin para as propriedades eletrônicas da célula unitária via pacotes SIESTA/INELASTICA e posteriormente combinados com o NEGF (DFT/NEGF) via pacote TranSIESTA para obter as propriedades de transporte e de espectroscopia de voltagem de transição (TVS) para os dispositivos moleculares. Os resultados exibem o comportamento de transistor de efeito de campo (FET) e transição semicondutor-metal para o zzGNR dopado com B e N, enquanto que comportamento do diodo túnel ressonante (RTD) devido ao surgimento de resistências diferenciais negativas (NDRs) e transição metal-semicondutor para o zzPGNR dopado com B e N. O zzGNR dopado com B e N exibem comportamento de semicondutores do tipo p e n com bandas não degeneradas, enquanto que o zzPGNR dopado com B e N exibem comportamento metálico com bandas não degeneradas e degeneradas, respectivamente. Por fim, foi feito uma investigação do transporte eletrônico via tunelamento entre eletrodos de Carbyne que aumentando a distância na região de espalhamento entre os Carbynes sob voltagem externa aplicada observa-se que a corrente cai e o sistema quase não conduz para voltagens até 0.5V. Entretanto, para maiores voltagens ocorre a transição semicondutor-metal que pode ser observada nos Orbitais Moleculares de Fronteira (HOMO e LUMO) a 0V e 0.9V. Os dispositivos apresentam comportamento de chaveador (0V a 0.5V) e FET (0.5V a 1V).
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica com adição de resíduos sólidos industriais
(2019-11-26) MORAES, Mario Henrique Moreira de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
Neste trabalho foram confeccionados compósitos de matriz polimérica, utilizando-se dos resíduos industriais de lama vermelha, caulim, cobre e cinzas volantes, com granulometria padronizada em 100 mesh. A confecção seguiu o método de fabricação manual "hand lay-up", com proporções em massa variando entre 0 %, 5 %, 15 %, 25 % e 35 %. Utilizou-se resina poliéster isoftálica como fase matriz, com iniciador na proporção de 1 % em v/v e ativador na proporção de 1,5 % v/v. A análise mineralógica dos resíduos foi realizada pela técnica de Difração de Raios-X. Após a etapa de confecção dos materiais compósitos e da elaboração dos corpos de prova, realizaram-se ensaios físicos (NBR 12.766) e os ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), com a análise da superfície de fratura realizada utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura. A taxa de propagação de chama foi obtida por meio do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635). Verificou-se que propriedades físicas como a absorção de água e a porosidade aparente aumentaram conforme se elevaram as composições, o que já era esperado devido o aumento gradual da fração mássica do particulado. Mecanicamente, obtiveram-se resultados semelhantes ou inferiores ao da matriz plena para o ensaio de flexão, entretanto, notou-se um aumento da resistência para o ensaio de tração, configurando os resíduos como carga de reforço para este ensaio. A análise fractográfica demonstrou uma boa distribuição dos resíduos na matriz, bem como a presença de trincas e marcas de rios, representativos do tipo de fratura frágil característico do compósito estudado. Todos os materiais ensaiados exibiram ótimas propriedades de resistência à chama quando comparados com as diretrizes e recomendações da norma utilizada para o ensaio de flamabilidade, com a diminuição na taxa de propagação de chama favorecida pelas fases minerais e composição química presentes nos resíduos utilizados.
Acesso aberto (Open Access)
Compósito de matriz polimérica com resíduos industriais reforçado com fibras de aço
(2019-11-26) QUEIROZ, Diogo Pontes de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
A região amazônica apresenta alto potencial mineralógico a ser explorado, no entanto, quanto maior a frequência dessas atividades, maior será o quantitativo de rejeitos gerados por mineradoras. Com isso, a probabilidade de o espaço físico saturar é grande, dessa forma, possíveis acidentes ou até mesmo descartes impróprios são cogitados. Visando principalmente a questão ambiental e aplicabilidade para esse material, neste trabalho foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica com resíduos industriais (lama vermelha, caulim e cobre) com granulometria inferior a 100 mesh e com finalidade de aumentar a resistência mecânica inseriu-se 5 % de fibra metálica em forma de manta. Os compósitos foram confeccionados de acordo com o método hand lay-up. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica, utilizando ativador (1,5 % v/v) e iniciador (1,0 % v/v). Foram realizadas as caracterizações dos resíduos através de Difração de raios-X e as fibras metálicas através da Espectroscopia de Energia Dispersiva - EDS. Os corpos de prova foram submetidos aos ensaios físicos de Absorção de Água, Massa Específica Aparente e Porosidade Aparente (NBR 12766), de flamabilidade (ASTM D 635), ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), analisou-se a superfície fraturada de algumas amostras provenientes do ensaio de tração através da microscopia eletrônica de varredura – MEV. Os resultados apresentaram aumento nas propriedades físicas de acordo com aumento de resíduo. Os compósitos apresentaram capacidade de retardo à chama, o compósito de LV 20 % FM 5 % apresentou melhor desempenho com taxa de propagação de 14,99 mm/min. O compósito de FM 5 % apresentou maior resistência a flexão (115,92 MPa) seguido do compósito hibrido CO 5 % FM 5 % (106,53 MPa). O compósito LV 5 % FM 5 % atingiu maior resistência média a tração (38,5 MPa). Os resultados mostraram que houve aumento no limite de resistência a tração dos compósitos com fibra metálica em relação à matriz plena. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes para a determinação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais, onde os fenômenos de fibras dispostas transversalmente na direção do carregamento, fibras rompidas e distribuição da fibra e resíduos foram observados. Dessa forma, a partir das caracterizações dos compósitos realizadas, demonstraram viável a confecção desses para futuras aplicações como divisórias de parede, por exemplo, no entanto, há a necessidade de outros tipos de caracterizações para que assim seja realizada uma aferição maior das propriedades do compósito.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de argilominerais micáceos a partir de rejeito do processamento do caulim
(2019-11-29) BRITO, Carlos Eduardo Costa; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
A região amazônica apresenta grandes depósitos de caulim. No processo de beneficiamento são gerados resíduos que sem destinação correta podem acabar tornando-se um problema ambiental. Além disso, a constante preocupação com o meio ambiente e os avanços na busca por novas tecnologias, fez-se desenvolver os estudos em diversas áreas das ciências dos materiais, tais como a reutilização de materiais e de nanotecnologia. Um exemplo disso são as pesquisas sobre argilas especiais e nanoargilas. O presente trabalho refere-se à síntese e caracterização de material sintetizado a partir de rejeito de caulim, proveniente de uma indústria que realiza o beneficiamento de caulim para cobertura de papel instalada na região Amazônica. O rejeito de caulim foi submetido à caracterização por difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX), sendo em seguida, calcinado a 700 ºC por duas horas. Para a obtenção do gel de síntese foram utilizados rejeito “in natura” e calcinado, sulfato de manganês e hidróxido de potássio. O gel passou por processo de síntese hidrotermal nos períodos de 24 e 48 horas permanecendo constante a composição molar reacional e a temperaturas variadas (150 e 160 ºC). Os produtos de síntese foram caracterizados por DRX, ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia no Infravermelho (FTIR). Os resultados dos ensaios mostram que com a metodologia empregada nas reações de síntese é possível produzir argilominerais micáceos, a partir de metacaulinita, proveniente de rejeito de caulim, assim como do próprio rejeito na sua forma “in natura”, o que representa uma economia do ponto de vista do custo energético do processo de síntese.
Acesso aberto (Open Access)
Parâmetros térmicos de solidificação e macroestrutura da liga al3%cu3%ni, solidificada direcionalmente sob condições transitórias de extração de calor
(2019-11-29) CORRÊA, Edinaldo Gomes; NASCIMENTO, Luiz Gabriel da Silva; http://lattes.cnpq.br/7793622090128949; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
A liga multicomponente Al3%Cu3%Ni, porcentagem em massa, foi solidificada direcionalmente sob condições transitórias de extração de calor com o objetivo de obter a curva de resfriamento, as variáveis térmicas de solidificação, como a velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), a taxa de resfriamento (Ṫ) e o gradiente de temperatura à frente da isoterma liquidus (GL), bem como, a produção do lingote da liga para análise de sua macroestrutura de formação. Para tanto, utilizou-se as matérias primas, alumínio (Al), cobre (Cu) e níquel (Ni), formando uma solução sólida por difusão atômica do Cu e Ni na matriz de Al, que foi fundida, em um forno elétrico a uma temperatura média de 850 ºC, após a fusão da matriz, o metal líquido foi vazado a uma temperatura de 750 °C em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304, posicionada dentro do dispositivo de solidificação unidirecional vertical ascendente com resfriamento à água. A lingoteira foi instrumentada com seis termopares nas posições 10, 15, 30, 50, 70 e 90 mm a partir da base refrigerada para monitoramento e obtenção dos parâmetros da solidificação. Em seguida, o sistema de arrefecimento foi acionado quando o termopar da posição 10 mm registrou uma temperatura 10 % superior a temperatura liquidus (TL) da liga. Foram obtidos os parâmetros térmicos nos pontos monitorados e as funções das curvas de tendência para cada parâmetro. O lingote e a macroestrutura correspondente que apresentou morfologia formada somente por grãos colunares bem refinados, com direções cristalográficas bem definidas, porém, sem a ocorrência da Transição Colunar/Equiaxial (TCE).
Acesso aberto (Open Access)
Estudo visando a aplicação de caulim duro como matéria-prima para obtenção de micas sintéticas
(2019-11-29) SERRÃO, Fernanda Thamiles de Jesus; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
O Brasil é referência na produção de caulim, especialmente na região Amazônica com ênfase no Pará, Amapá e Amazonas. A elevada produção resulta em uma quantidade significativa de rejeitos, que sem um destino adequado pode causar problemas sociais e ambientais. Recentemente, estudos estão sendo elaborados para utilização dos rejeitos industriais, como material de partida na síntese de materiais nanoestruturados. Portanto, o estudo de materiais nanométricos tem ganhado significativa importância, dentre elas os aluminossilicatos do grupo das micas, o estudo desses materiais particulados possui propriedades ligadas ao processo e as condições de síntese. Este trabalho visa utilizar o caulim duro, considerado como estéril e inviável para indústria de papel, avaliando a possibilidade do seu uso como matéria-prima na síntese de filossilicatos do tipo 2:1 do grupo das micas. O material de partida e as fases formadas como produto reacional foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia dispersiva de energia (EDS) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). As reações de síntese foram realizadas através do método hidrotérmico, com o gel reacional composto por: caulim duro in natura/caulim duro calcinado, hidróxido de potássio e nitrato de manganês, com a utilização de autoclaves a 150 ºC e 160 °C em 24 e 48 horas. Os resultados demonstram que com a metodologia desenvolvida é possível obter argilominerais micáceos dentro das condições estudadas de tempo e temperatura, e que o tempo e temperatura de síntese possuem influência no grau de cristalinidade do material.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades de adsorção de materiais micáceos sintetizados a partir de Caulim flint
(2019-12-02) ROCHA, Jéssica Brito; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
Atualmente, os estudos sobre adsorção e a busca por adsorventes alternativos aumentaram. A adsorção é uma operação de transferência de massa, a qual estuda a habilidade de certos sólidos em concentrar na sua superfície determinadas substâncias existentes em fluidos líquidos ou gasosos, possibilitando a separação dos componentes desses fluidos. As micas são aluminossilicatos, pertencentes à subclasse dos filossilicatos, que se caracterizam por uma estrutura lamelar ou em folhas, podendo apresentar uma boa propriedade adsortiva, em função do seu arranjo estrutural. A mica utilizada nesse trabalho foi produto de síntese a partir de Caulim Flint “in natura” e calcinado. O presente estudo teve como objetivo a avaliação da propriedade adsortiva desses materiais micáceos. Essa síntese foi dividida em duas etapas, uma no período de 24h e a outra no período de 48h, resultando em quatro amostras adsorventes para avaliação: MSC24.15 (Mica sintetizada a partir do caulim calcinado 24h a 150 °C), MSC48.15 (Mica sintetizada a partir do caulim calcinado durante 48h a 150 ºC), MSCN24.15 (Mica sintetizada a partir do caulim “in natura” durante 24h a 150°C) e a MSCN48.15 (Mica sintetizada a partir do caulim “in natura” durantes 48h a 150°C) Para melhor análise, foi realizado também o ensaio de adsorção no caulim Flint “in natura” (CDIN) e calcinado (CDC) a 700 °C por 2 h, para parâmetros comparativos. Nessa avaliação foi utilizado soluções aquosas com concentrações bem definidas na faixa de 10 a 200 mg/L de corante azul de metileno, através do método de batelada. Respondendo satisfatoriamente ao objetivo, os materiais de síntese demonstraram boa adsorção, a amostra MSC48.15 atingiu uma quantidade máxima de adsorção (Q0) de 78,12 mg/g, enquanto os materiais CDIN e CDC atingiram uma faixa de 5,71 a 7,63 mg/g.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de escória de alto forno em massa argilosa para a produção de blocos de vedação
(2019-12-02) BEZERRA, Kate Thayane Santos; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Este trabalho tem como objetivo analisar a influência da adição de escória de alto-forno na microestrutura e nas propriedades tecnológicas de cerâmica vermelha para a produção de blocos de vedação. Inicialmente, as matérias primas foram caracteri-zadas química e mineralogicamente por Difração de Raio-X (DRX) e por Fluorescên-cia de Raio-X (FRX). Logo após a caracterização química e mineralógica o comporta-mento térmico dos materiais foi estudado, através das análises termogravimétricas (TG) e térmica diferencial (DTG). Assim que finalizada a etapa de caracterização mi-neral, química e térmica, foram preparados corpos de prova com adição de 0, 5 e 10% em peso de escória que foram sinterizados em duas temperaturas distintas (900 e 1000º C). As propriedades mecânicas determinadas foram absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), Massa específica aparente (MEA) e resistência a flexão em três pontos (σ). Os resultados indicam que a escória pode ser incorporada à matriz cerâmica, visto que, foram obtidos resultados dentro do padrão esperado.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação das propriedades tecnológicas de cerâmica vermelha com adição de escória de alto-forno
(2019-12-02) SILVA, Clara Giovana Souza; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Com o aumento exponencial da geração de resíduos sólidos industriais e urbanos juntamente a falta de alternativas de descartes ambientalmente corretos aliados a uma indústria com alto potencial de absorver esses resíduos em grandes quantidades sem alterar ou melhorar a qualidade dos produtos, como é o caso da indústria de cerâmica vermelha, motivaram esse trabalho. Portanto, foi estudado a incorporação da escória de alto-forno, um resíduo siderúrgico, em matriz argilosa para a fabricação de cerâmica vermelha. As matérias-primas foram caracterizadas quimicamente (FRX e EDS), mineralogicamente (DRX), termicamente (TG/DTG) e morfologicamente (MEV), posteriormente foram beneficiadas e formadas composições com 5, 10 e 15% em peso de escória incorporada à matriz. Após a formulação, foram confeccionados os corpos de prova e secos a temperatura ambiente e em estufa para, então, serem queimados nas temperaturas de 850, 950 e 1050 °C. Para determinar as propriedades tecnológicas foram feitos os ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão. Além disso, as peças queimadas foram caracterizadas por DRX e MEV. Os resultados mostraram que a escória de alto-forno mantém as propriedades da cerâmica sem o resíduo, alcançando sempre valores dentro de normas.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da incorporação de argila e tecidos de fibra de juta (Corchorus capsularis) nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos
(2019-12-03) AZEVEDO, Amanda Chaves de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-4441-3857
A preocupação com o meio ambiente, na sociedade, gera diversos estudos com o objetivo de substituir materiais que já existem por outros que causem menor impacto ao ambiente. Diante disso, as fibras naturais são boas substitutas no que se refere a reforços em materiais compósitos de matriz polimérica. Já a argila possui como características principais o fato de ser um material natural que é facilmente encontrado e que possui granulometria interessante para estudo. O objetivo do trabalho baseia-se na confecção de materiais compósitos de matriz polimérica com incorporação de tecido de fibra de juta e argila para verificação de propriedades físicas, mecânicas e de retardo à chama. Foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica, com tecido de fibra de juta e argila (100 mesh). O método utilizado para fabricação das placas de compósitos foi o hand lay up. A resina poliéster isoftálica foi utilizada com 1,5 % (v/v) de acelerador de cobalto e 1,0 % (v/v) de catalisador. As proporções de argila utilizadas foram de 0 %, 5 %, 15 % e 25 % em massa. A fibra de juta foi utilizada em forma de tecido. Realizou-se a Difração de Raios-X para avaliação das composições mineralógica da argila. Para os compósitos foram realizados ensaios físicos de massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água, utilizando a NBR 12766. Executou-se, também, ensaios de resistência à tração (norma ASTM D3039) e resistência à flexão (norma ASTM D790) dos corpos de prova, além de análises da superfície de fratura por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi realizado o ensaio de retardo à chama (norma ASTM D635). Os testes físicos mostraram aumento na massa específica aparente. Houve aumento das resistências de compósitos com argila e, também, com os que se empregou a juta, em relação a matriz plena. O melhor resultado de resistência à tração encontrado foi de 23,05 MPa, relacionado a compósitos apenas com argila. Para o ensaio de flexão o maior resultado foi de 75,86 MPa que, também, foi para compósitos apenas com argila. Nas análises de superfícies das fraturas (por meio do MEV) observou-se boa dispersão do particulado em compósitos com argila e alguns vazios, nos compósitos com tecido de fibra de juta foi observado vazios, fibras dispostas em sentido transversal ao carregamento e dificuldade de molhabilidade da resina na fibra. O ensaio de flamabilidade demonstrou que a menor taxa de queima registrada foi de 16,79 mm/min. Os resultados demonstraram boas características mecânicas e de retardo à chama dos compósitos.