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Acesso aberto (Open Access)
Análise comparativa das propriedades química, microestrutural e mecânica das ligas 3004, recicladas das latas de alumínio, com e sem a adição de 3 % de níquel, solidificadas em molde de cobre
(2023-05-29) SILVA, Nelma Cristiane Siqueira da; DANIEL, Brenda Thayssa Figueira; http://lattes.cnpq.br/1993134397856983; https://orcid.org/0000-0003-1473-9247; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
A reciclagem de materiais é um dos fatores que contribuem para o desenvolvimento sustentável no planeta. A reciclagem do alumínio é referência para a indústria mundial, especialmente a de embalagens. Neste trabalho foi realizado a obtenção de dois lingotes de alumínio reciclados de latas de bebidas pós-consumo, liga AA3004, com o objetivo de comparar suas propriedades química, microestrutural e mecânica, sendo que o segundo lingote foi modificado por teor de 3 % Níquel. Os materiais coletados foram higienizados, cominuídos, prensados e submetidos à fusão. Optou-se em utilizar o molde de cobre para a solidificação dos lingotes 1 (3004) e 2 (3004 + 3 % Ni). Para a caracterização química utilizou-se a técnica de Espectrometria de Emissão Óptica (EEO), e as amostras obtidas dos dois lingotes foram preparadas por meio de caracterização metalográfica. As microestruturas foram analisadas através de Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura com sistema de Energia Dispersiva (MEV/EDS). Na caracterização mecânica foram realizados os ensaios de microdureza Vickers e de tração. Como resultado do estudo, observou-se que para a caracterização química do lingote 1, apenas o elemento Mn apresentou valor inferior (0,83 %), mas não discrepante do apresentado pela norma ABNT NBR ISO 209:2010. Para o lingote 2, constatou-se que o elemento Mn também apresentou percentual inferior (0,84 %) e o valor encontrado para elemento Fe foi superior (> 1,00 %) segundo a norma ABNT NBR ISO 209:2010. As microestruturas obtidas são típicas para as ligas Al-Mn e Al-Mn-Ni. A microdureza obtida para o lingote 1 foi de 55,76 HV e para o lingote 2 foi de 56,32 HV. O limite de resistência a tração (LRT) mostrou que o valor médio para o lingote 1 foi de 109 MPa e para o lingote 2 o valor médio do limite de resistência a tração foi de 140 MPa. Por fim, os valores obtidos evidenciam que o lingote 2 apresentou um melhor resultado devido a presença do elemento Ni.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de resistência a flexão de compósitos poliméricos com fibras de bambu e resíduo de cobre
(2022-12-16) SANTOS, Fagner Sales dos; SANTOS, Alessandro José Gomes dos; http://lattes.cnpq.br/4473253556335182
A busca por sustentabilidade, reaproveitamento e baixo custo faz parte da área pesquisa da engenharia dos materiais, além de minimizar dano ecológico utilizando materiais biodegradáveis, também visamos a diminuição de rejeitos no meio ambiente, ré-utilizando materiais como o cobre. Neste estudo reunimos essa busca, com teste mecânico de ensaios de flexão a um polímero com associação de resíduo de cobre (RCU), fibras curtas (15 mm) de bambu (FB) tratadas (TR) e não tratadas (NT), em compósitos de matriz polimérica (MP), realizados segunda a norma ASTM D790, utilizando as medidas de 3,0x127x12,5 mm.
Acesso aberto (Open Access)
Análise mecânica e microestrutural de placas de compósitos poliméricos reforçados com fibras da bananeira híbrida PV 0376 com orientação randômica
(2014-12-11) SILVA, Maria Helena Sousa da; CRUZ, Sicléia Gaia; EL BANNA, Wassim Raja; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507
A crescente preocupação da sociedade moderna em reduzir o impacto ambiental e a incessante busca por soluções para a substituição dos recursos não renováveis vem incentivando os pesquisadores a desenvolverem materiais sustentáveis e dentro desse contexto se inserem as fibras naturais como alternativa para a fabricação de materiais compósitos. Assim, este trabalho vem apresentar a fabricação de placas de compósito utilizando material descartado da plantação da bananeira (pseudocaule) tendo como objetivo avaliar o comportamento mecânico e microestrutural de um compósito polimérico reforçado com fibras da bananeira da variedade híbrida PV 0376. A extração das fibras foi realizada de forma manual e separada em três camadas (CE, CM e CI), em seguida cortadas na dimensão de 20 mm de comprimento e 3% de fração mássica das mesmas foram misturadas junto com a resina de poliéster tereftálica insaturada para fabricação do compósito. Posteriormente, para analisar sua resistência, confeccionou-se 30 corpos de prova, sendo 10 de cada camada, onde foram submetidos aos ensaios de tração uniaxial na máquina de teste universal do laboratório de ensaios mecânicos da Universidade Federal do Pará – UFPA. Com os dados obtidos foi possível averiguar que a camada que apresentou o melhor resultado de resistência a tração foi a camada interna da bananeira híbrida PV, com o valor de 29,5 MPa. Depois de ensaiados os corpos de prova passaram por uma avaliação microestrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV) para verificação dos mecanismos de falha predominantes na região de fratura. A avaliação constatou que o tipo de falha predominante foi o pull out para os compósitos de menor resistência e as fibras rompidas para os de maior resistência.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da incorporação do rejeito do processo bayer em formulações com argila do município de Acará-Pa visando a produção de cerâmica vermelha
(2023-12-05) VAZ NETO, Josias de Souza; COSTA, Augusto Fernando de Freitas; http://lattes.cnpq.br/8507174218750706; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
O estado do Pará tem se consolidado como uma potência no sentido de abertura de novas frentes de aproveitamento e beneficiamento de matérias-primas e dado espaço para uma crescente no setor de mineração e metalurgia, contudo, essa crescente no desenvolvimento resulta também na geração de toneladas de resíduos e rejeitos, que em determinados aspectos impactam diretamente o ambiente e o entorno destes centros industriais. Tendo isto em vista, este estudo concentrou-se na produção de cerâmica vermelha, utilizando rejeitos provenientes do processo Bayer, especificamente a lama vermelha. Uma análise detalhada das formulações e dos parâmetros de processamento, tal como o patamar e tempo de queima foi conduzida com a proposta de reintroduzir este rejeito, agregando-o valor, também visando a produção com foco na redução do consumo de matérias-primas, ao mesmo tempo em que se mantém a conformidade com as normas técnicas. Para alcançar esse objetivo, este estudo baseou-se em metodologias já empregadas na inserção de lama vermelha na produção de cerâmicas, empregando ao todo três formulações distintas LA8020 (80% de Rejeito e 20% de Argila), LA6040 (60% de Rejeito e 40% de Argila) e LA100 (100% de Argila) como comparativo, além de três temperaturas de queima 900, 1000 e 1100 °C. Foram adotadas as normas relacionadas ao desenvolvimento de cerâmica vermelha ABNT NBR 15270/2017 e ABNT NBR 15310/2005, que classificam produtos cerâmicos em categorias específicas, como blocos de vedação, blocos estruturais e telhas cerâmicas, como parâmetro para avaliar a qualidade dos materiais produzidos e classificação de utilização. Os resultados obtidos indicaram que em determinados parâmetros as formulações testadas cumpriram os requisitos estabelecidos pelas normas. Isso pode ser alcançado com variações do tempo de queima e temperatura, resultando em economia significativa nos custos de produção e em uma utilização mais eficiente das matérias-primas. Além disso, os resultados demonstraram viabilidade na produção de materiais com desempenho comparável aos produtos convencionais disponíveis no mercado. É importante destacar a formulação LA6040 como a mais promissora para os fins deste estudo, pois exibiu um perfil de propriedades que sugere um alto potencial para emprego no desenvolvimento de cerâmica vermelha, tornando-a adequada para a fabricação de blocos ou tijolos de vedação.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da influência dos nanotubos de carbono nas propriedades da liga Al-2 % Si
(2022-11-03) SILVA, Hanathanya Rocha da; PRAZERES, Emerson Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/8918189837419936; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
Devido à tendência no aumento do consumo energético, seguido de deteriorações frequente dos cabos e linhas de transmissão elétrica é que pesquisas estão sendo feitas sobre elementos que aumente a resistência nas ligas condutoras de eletricidade. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a influência dos Nanotubos de Carbono (CNT) na liga de Al2 % Si. A princípio realizou-se a espectroscopia Raman no pó de NTC funcionalizado para iniciar o processo de fundição da liga em molde cilíndrico; Após a solidificação da peça, cortou-a e dividiu-se parte para laminação, a qual se verificou a macroestrutura e realizaram-se testes de microdureza, condutividade elétrica, tração e MEV da fratura; a parte não laminada se verificou também a macroestrutura e microdureza, e então se comparou os resultados, além de observar o efeito do tratamento térmico (TT). A espectroscopia Raman dos NTC mostraram uma proximidade das bandas D e G demonstrando que há presença de carbonos amorfos, já na sua razão de ID/IG foi revelado um grau de desordem aceitável; nas macroestruturas, identificou-se um maior refinamento de grãos para a liga Al-2 % Si-NTC; já na microdureza, os Nanotubos presente foram responsáveis pelo aumento dessa propriedade; na condutividade elétrica todas as ligas ultrapassaram de 54,71 % exigido pela IACS (International Annealed Copper Standard) para 3 mm de diâmetro final para serem consideradas ligas condutoras de eletricidade; na tração as ligas contendo NTC também elevaram seus valores; no MEV da região fraturada das ligas com o NTC foram encontradas microcavidades (dimples) do tipo mais razas e menor ductilidade em relação as ligas não tratadas; o tratamento térmico se mostrou mais evidentes nas ligas sem os NTC. Todos os ensaios obtiveram ganhos em suas propriedades em relação às ligas sem tratamentos térmicos (STT) quando submetidas ao teste de termorresistividade (230 °C e 280 °C), com exceção do limite de resistência à tração (LRT), sendo apenas a liga Al-2 % Si a 230 °C apta, de acordo com o protocolo COPEL. Por fim, o NTC conferiu a liga maior resistência mecânica e melhor condutividade elétrica, porém uma diminuição na ductilidade, possibilitando a liga ser utilizada dentro da indústria elétrica, já que essas foram consideradas condutoras.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação das propriedades do compósito de matriz polimérica ortoftálica com fibra de sisal e resíduos de escória de alto-forno
(2024-05-17) DIAS, Andreza Karen Brioso; BRANDÃO, Luis Felipe Alencar; http://lattes.cnpq.br/1087177611634286; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
Este estudo promoveu a produção de compósitos poliméricos utilizando resíduos de escória de alto-forno, fibra de sisal e compósitos híbridos. O objetivo é avaliar as propriedades físicas, mecânicas, fractográficas e de flamabilidade desses materiais. A fabricação foi realizada manualmente em molde de silicone, sem compressão, com a inserção de 1% de iniciador na mistura com a matriz polimérica, com fibras naturais de sisal (1%, 2% e 3%) e resíduos de escória de alto-forno (10%, 20% e 30%). Os compósitos híbridos foram fabricados com as frações mássicas de 20% de resíduo e 2% de fibras de sisal. Foram feitos testes de massa especifica aparente e caracterização morfológica tanto do resíduo quanto da fibra, também foi realizado caracterizações mineralógicas do resíduo. Após a fabricação dos corpos de prova, foram conduzidos ensaios físicos para determinar a absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, seguido pelo ensaio mecânico de resistência à tração, com análise de superfície de fratura realizada por microscopia eletrônica de varredura e a taxa de propagação de chama foi avaliada por meio do ensaio de flamabilidade horizontal. As análises revelaram que a fibra de sisal possui uma massa específica de 1,295 g/cm³, enquanto a escória de alto-forno registra 3,013 g/cm³, valores consistentes com a literatura. As análises morfológicas e mineralógicas dos resíduos destacaram características que podem influenciar nas propriedades dos compósitos, como o tamanho e a forma das partículas, bem como a presença do mineral quartzo. Nos ensaios físicos, observou-se uma redução na porosidade e absorção de água em comparação com a matriz plena. Por outro lado, os compósitos com fibra de sisal mostraram aumento na porosidade e absorção de água devido à porosidade natural da fibra. A massa específica dos compósitos aumentou com a introdução dos reforços na matriz. O teste de tração revelou que o compósito com 3% de fibra de sisal apresentou a maior resistência, atingindo 33,598 MPa. A análise da superfície de fratura dos compósitos revelou os mecanismos de falhas associadas a resistência mecânica. O teste de flamabilidade horizontal classificou os materiais como HB (Horizontal Burning), padrão de critérios de resistência a chama, da norma ASTM D 635. A composição com 30% de escória de alto-forno obteve resultados, com redução de 76,71%, em relação ao padrão CONTRAN 498.
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.
Acesso aberto (Open Access)
Blendas de quitosana/poli (álcool vinílico) contendo emulsão de óleo de copaíba e nanopartículas de prata para possível aplicação em tratamento de feridas
(2022-12-14) MATOS, Taiana de Sousa; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A investigação de novas formas farmacêuticas para o tratamento de feridas representa um importante avanço tecnológico na área de engenharia de tecidos. Nesse contexto, filmes à base de poli (álcool vinílico) (PVA)/quitosana (CS) com emulsão de óleo de copaíba e nanopartículas de prata surgem como promissores para uso como curativos, buscando através de um efeito sinérgico obter biomateriais com amplos espectros de ação biológica com possibilidade de acelerar o reparo e cicatrização de tecidos lesionados, como feridas. Portanto, a presente pesquisa teve como objetivo a produção e caracterização de filmes de PVA/CS nas proporções 0,2:0,8 (m/v), respectivamente, com 0,1% e 0,5% (v/v) de óleo de copaíba e 10 ml de nanopartículas de prata pelo método casting, visando sua possível aplicação em feridas. A nanopartícula de prata e emulsão de óleo de copaíba foram analisados pela técnica UV/Vis (UV-Visível). Os filmes foram avaliados qualitativamente por inspeção visual, intumescimento, umidade e ângulo de contato, assim como caracterizados por Espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR). No geral, mediante a inspeção visual, a maioria dos filmes apresentou excelente transparência ótica. Assim como, caráter hidrofílico e bom grau de intumescimento na presença de fluidos de água destilada e PBS, indicando que esses filmes com emulsão de óleo de copaíba e prata mostram-se promissores para aplicação como curativos na regeneração de tecidos lesionados. Portanto, através da avaliação de todos os resultados, os filmes BP 0,5% AGNPS (v/v) podem ser mais indicados para aplicação quando comparado com as amostras restantes.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização mecânica, macro e microestrutural de trilhos ferroviários do tipo TR-68 em condições de novo e usado
(2022-10-27) MORAIS, Silmara da Conceição; DANIEL, Brenda Thayssa Figueira; http://lattes.cnpq.br/1993134397856983; https://orcid.org/0000-0003-1473-9247; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
As indústrias que necessitam transportar cargas pesadas, utilizam os trilhos ferroviários como meio de transportes mais adequados para o abastecimento e locomoção amplamente expandido em todo o mundo. Para garantir a qualidade de transportes dessas cargas, a manutenção ferroviária é fundamental. Já que, a carga quando excedida influencia negativamente, danificando a estrutura e atingindo a vida útil do material. Com isso, é necessário prevenir o desgaste natural dos trilhos, manter a capacidade de escoamento de cargas e evitando perdas econômicas. No trabalho, foi realizado uma comparação de características mecânica, macro e microestrutural de trilhos ferroviários do tipo TR-68, sendo um trilho utilizado e outro sem uso. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a variação da microestrutura dos dois trilhos, enfatizando os valores de dureza feita na superfície do boleto. Os trilhos foram submetidos a caracterizações químicas em que foi realizada por meio de espectrômetro de emissão óptica. A caracterização mecânica foi realizada através do ensaio de dureza Rockwell C e nas caracterizações metalográficas foram utilizados microscópio estereoscópio e microscópio óptico para análise de macro e microestrutura dos trilhos. Os resultados da composição química apresentaram que ambos os trilhos são aços hipereutetóides. Além disso, os teores dos elementos de liga estão de acordo com as literaturas pesquisadas. A análise de variação microestrutural no trilho usado devido à passagem sucessiva das rodas ferroviárias constatou deformação na superfície do trilho. Ademais, a comparação da resistência mecânica entre o trilho novo e usado mostrou que há um intenso efeito de encruamento no trilho usado, principalmente na região do canto da bitola. No trilho usado, a microestrutura e dureza no entorno da solda aluminotérmica, apresentou-se redução nos valores de dureza na região da Zona Termicamente Afetada (ZTA) justificada pela microestrutura presente nesta região. O trilho novo não apresentou deformações na microestrutura.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização microestrutural de hidroxiapatita obtida por precipitação pelo método de via úmida para possível aplicação como um biomaterial
(2022-11-14) NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
A busca por materiais com características bioativas, osteocondutivas e biocompatíveis tem sido amplamente investigados nos dias atuais, em razão dos problemas (acidentes e falhas ósseas) enfrentados pela sociedade. A partir disso surge Hidroxiapatita (HA), uma biocerâmica inorgânica que apresenta particulares e semelhanças ao mineral apatita, encontrado principalmente nos ossos e dentes humanos. Suas características, como biocompatibilidade, adesão celular, bioatividade e degradação são fundamentais para possíveis aplicações como um biomaterial, na atuação da regeneração óssea. Por ser um fosfato de cálcio (Ca10(PO4)6(OH)2), muitas pesquisas investigam rotas que tornem possível a obtenção da hidroxiapatita na sua forma sintética, tentando aproximar-se do mineral natural. Dessa forma, esse trabalho tem por finalidade sintetizar e caracterizar a hidroxiapatita utilizando técnica de precipitação pelo método de via úmida, com a utilização de reagentes ácido/base de 0,5, 1,0, e 1,5 molar de ácido fosfórico (H2PO4) e hidróxido de amônio (NH4OH), além de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Além disso, variar os parâmetros de sinterização de 900 ºC e 1000 ºC por um período de 2 horas a uma taxa de aquecimento de 10 ºC/min. A fim de analisar os elementos químicos e a microestrutura do material obtido, foi realizada as técnicas de Espectroscopia no Infravermelho por Difração de Raio-X (DRX), Refinamento de Rietveld, Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS). Os resultados DRX, apresentaram picos de Hidroxiapatita e óxido de cálcio, com tamanhos de cristalitos entre 50 – 63 nm e cristalinidade acima de 80%. No que se refere ao refinamento de Rietveld, obteve-se percentuais acima de 90% e GOF de 1 a 1,35. A análise por FTIR apontaram bandas de vibrações de carbonatos (CO3 2-) e fosfatos (PO4 3), caraterísticos para o material. Quanto ao Além dessas caracterizações, as análises por MEV indicaram morfologias irregulares com formatos e formas diferentes. Além disso, por análise de EDS, observou-se a presença de cálcio, fósforo e oxigênio e também, por intermédio deste resultado, determinou-se a relação molar de Ca/P entre 1,50 e 1,72. As caracterizações realizadas indicaram a presença de hidroxiapatita carbonatada do tipo B, sugerindo um formato nanométrico, com boa cristalinidade e densa. Além disso, sugere-se que a hidroxiapatita obtida neste estudo apresente grande potencial para ser aplicada com um biomaterial.
Acesso aberto (Open Access)
Compósitos híbridos de fibra de vidro e lama vermelha: propriedades físicas, mecânicas e flamabilidade
(2023-07-07) NUNES, Jean Anthony Cavalcante; BARBOSA, karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087
O interesse dos pesquisadores por novas tecnologias que possibilitam a preservação ambiental e o reaproveitamento de resíduos, tem crescido exponencialmente no último século. O estudo com os materiais compósitos mostra um enorme potencial de combinar fibras com resíduos industriais para produzir um novo material sustentável. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do comprimento da fibra de vidro em um compósito híbrido (fibra de vidro e lama vermelha). O método utilizado para fabricação dos compósitos consistiu no processo de laminação manual hand lay up. A matriz polimérica utilizada foi a resina poliéster isoftálica junto com o acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e o catalisador MEK-P (1 % v/v), onde foram confeccionados compósitos com fibras de vidro nos comprimentos de 15, 30 e 45 mm e na proporção em massa fixa de 5 %. O resíduo de lama vermelha foi peneirado manualmente na granulometria de 100 mesh (0,149 mm) da série Tyler. O resíduo foi submetido à caracterização morfológica por Microscopia Eletrônica de Varredura e Difração de raios-X. Foram confeccionados compósitos híbridos nas frações mássicas de 5 % de fibra de vidro com o comprimento de 45 mm (comprimento de fibra utilizado após a realização dos ensaios mecânicos onde a FV 45 mostrou um resultado melhor, em relação as demais composições) e a lama vermelha com a fração mássica de 10 %. Após a confecção das placas de compósitos, foram submetidas à realização dos ensaios de caracterizações física de Massa Específica Aparente, Porosidade Aparente e Absorção de Água; ensaio mecânico de resistência à tração e resistência à flexão e ensaio de flamabilidade horizontal. Os resultados mostraram que a lama vermelha possui uma grande diversidade de partículas de diferentes formas e dimensões, conforme a caracterização morfológica. Já a Difração de raios-X mostrou os principais minerais presentes, como Hematita e Sodalita. As propriedades físicas mostraram que o compósito híbrido teve um aumento da Absorção de Água, Porosidade Aparente e Massa Específica Aparente. Já nos resultados mecânicos se observa um aumento na resistência à tração conforme o tamanho da fibra de vidro, e com a adição do resíduo de lama vermelha houve uma melhora significativa, sendo de até 96,45 % superior a fibra de vidro 15 mm. No ensaio de flexão, houve um aumento de tensão de 19,82 % do compósito híbrido em relação a fibra de vidro 15 mm. Quanto ao ensaio de flamabilidade o compósito híbrido mostrou um proveitoso retardo à chamas, classificando o material como SI (sem ignição), mostrando assim que o material tem um bom desempenho nesse quesito.
Acesso aberto (Open Access)
Correlação das características macroestruturais com as propriedades elétricas e mecânicas das ligas de al- 0,5% e 1,5% ni tratadas termicamente à 280 °c e 400 °c
(2023-07-05) MARQUES, Luane Luiza Pereira; PRAZERES, Emerson Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/8918189837419936; https://orcid.org/0000-0001-9695-6821; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
O consumo de energia elétrica está presente em diversos segmentos no país é um sistema fundamental para o funcionamento do mundo tecnológico. Desta maneira, tona-se interessante para o setor industrial o melhoramento na rede de distribuição de energia elétrica, pois devido as grandes extensões territoriais do país e as intempéries climáticas ocorre o sucateamento intenso das linhas de transmissão. Diante dests realidade, foi realizado este estudo com o objetivo de estudar a influência das macroestruturas nas propriedades elétricas e mecânicas das ligas de Al- 0,5% e 1,5% Ni tratadas termicamente por recozimento a 280 °C e 400 °C em intervalos de tempo de 1 a 4 horas. As ligas foram fundidas pelo método convencional, em seguidas foram retiradas amostras para análise química e macroestrutural das ligas, o restante do material foi usinado para diminuição do diâmetro de 22 mm para 18,5 mm, posteriormente laminados para produção dos fios com diâmetro de 3 mm, em seguida foram separadas amostras para realização do tratamento térmico de recozimento, nas seguintes temperatura: 280 °C por 1 horas, 280 °C por 4 horas e 400 °C por 4 horas, após esses processos as amostras foram submetidas a ensaio de condutividade elétrica e resistência mecânica. Os resultados obtidos nas análises químicas demonstraram que as ligas fabricadas estão próximas aos valores de 0,5% e 1,5% de níquel estabelecidos para este estudo. As macroestruturas revelaram que a liga Al- 0,5%Ni, apresentou uma morfologia mista com grãos coquilhados, colunares e equiaxiais, diferentemente da liga Al-1,5%Ni que apresentou maior presença de grãos equiaxiais. O ensaio de condutividade elétrica revelou que o tratamento térmico foi eficaz, pois observou-se um crescimento na condutividade elétrica em função do aumento de temperatura, destacando que os melhores resultados foram para a liga com 0,5% Ni. Entretanto, ao avaliar os resultados do ensaio de tração, nota-se que o tratamento térmico não foi satisfatório, pois houve diminuição limite de resistência tração (LRT) nas duas ligas em função do aumento da temperatura, sugerindo que o material após o tratamento térmico se torna menos resistente e mais dúctil. Conclui-se que para a utilização de fios para cabos de transmissão de energia, o tratamento térmico não foi eficaz, pois as perdas no LRT foram acima de 10%, estando fora dos padrões exigidos pelo protocolo COPEL.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de um protótipo de uma máquina para realização de ensaios de resistência à flexão
(2024-09-26) VIANA, Luiz Guilheme Mareco; RIBEIRO, Pedro Paulo Guimarães; http://lattes.cnpq.br/2884179586239062; https://orcid.org/0009-0000-6811-1012; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
A evolução dos materiais na indústria tem sido constante ao longo da história, com períodos dedicados à pesquisa de novos materiais e suas possíveis aplicações. Nesse contexto, a realização de ensaios mecânicos desempenha um papel fundamental para compreender as propriedades mecânicas visando a melhor aplicação em projetos de engenharia. O presente trabalho teve como objetivo projetar e construir um protótipo de uma máquina de ensaios mecânicos portátil e de baixo custo, voltada para a realização de ensaios de resistência à flexão de 3 pontos em materiais cerâmicos, com finalidades didáticas. O protótipo foi projetado por meio de software de modelagem 3D (SketchUP), e na confecção de seus componentes estruturais utilizou-se em sua maioria produtos reutilizados, oriundos de oficinas mecânicas, “ferro velho” dentre outros, com intuito de tornar o projeto mais acessível economicamente. Utilizando o princípio de momento, foram calculadas todas as medidas e massas necessárias para garantir a geração da força mínima exigida para os ensaios de resistência à flexão em materiais cerâmicos, mais precisamente cerâmicas vermelhas (telhas e tijolos), conforme estabelecido pelas Normas ABNT NBR 15310/2009 e ABNT NBR 15270/2017. Os corpos de prova empregados na validação dos resultados do equipamento e o método de ensaio foram baseados na norma ASTM C674-13/2018, que estabelece os parâmetros para a realização de ensaios de flexão em corpos de prova cerâmicos. Para validar os resultados do protótipo, foram comparados os resultados de ensaios do protótipo com o de uma máquina universal de ensaios comercial, InterMetric modelo iM50. A Análise de Variância (ANOVA) foi a ferramenta estatística utilizada para verificar se houve diferenças significativas nas médias entre os grupos, seguida pelo teste de Tukey com um nível de confiança de 95%. Os resultados mostraram que esse trabalho alcançou seus objetivos em projetar e construir um protótipo de máquina de ensaios de Resistência à Flexão (MRF) de 3 pontos, atendendo os objetivos do projeto com uma margem de erro de 2,34% a 7,64%. A comparação dos ensaios indicou que o protótipo é capaz de gerar dados úteis para fins didáticos.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação das constantes acustoelásticas para a medição de tensões residuais em trilhos soldados por centelhamento
(2022-02-10) SILVA, Rute Nara de Jesus Farias da; COSTA, Ednelson da Silva; http://lattes.cnpq.br/0045584096510351; MACHADO, Paulo Cordeiro; http://lattes.cnpq.br/0133330144786049; https://orcid.org/ 0000-0003-4375-6812
A importância econômica das ferrovias tem gerado mais estudos referentes às melhorias nesse modal. O trilho é o componente responsável por guiar os veículos ferroviários e esse contato roda-trilho gera tensões de serviço que, somadas às tensões residuais, podem fazer o trilho entrar em colapso. As regiões próximas às soldas são, no geral, as regiões mais fragilizadas e mais suscetíveis a defeitos macro e microestruturais que podem ou não gerar mais tensões residuais. O presente trabalho teve como objetivo determinar a constante acustoelástica nas regiões da ZAC (Zona termicamente afetada pelo calor) e CS (Centro de Solda) de um trilho de perfil TR68, soldado por solda elétrica topo a topo com centelhamento (Flash Butt Welding- FBW), e posteriormente quantificar a diferença de tensão residual (σ1-σ2) existente nessas regiões. Realizou-se ensaio de tração em 6 CP’s (3 do boleto e 3 da alma) para a determinação da tensão de escoamento. Para a determinação de B0, foram usinados 2 corpos de prova (1 do boleto e 1 da alma) e submetidos ao tratamento térmico de recozimento subcrítico para alívio de tensões. Efetuou-se o ensaio de carregamento fracionado para simultaneamente determinar as birrefringências em cada carga, que, geraram curvas lineares nos gráficos de carga x birrefringência, onde o coeficiente angular é a constante acustoelástica. E, por fim, calculado a diferença de tensão residual. Observou-se que a diferença de tensões na região de ZAC do boleto para os dois trilhos soldados (T1 e T3) são compressivas, assim como na ZAC da alma, sendo as magnitudes máximas de 40,2 MPa e 30,6 MPa.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação das propriedades mecânicas de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras de caranã
(2022-12-14) LEITE, Olívia Lopes; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
O uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos tem sido amplamente estudado com o passar dos anos, a região amazônica se destaca por abrigar alta diversidade vegetal, no entanto ainda pouco exploradas cientificamente. Neste contexto, destaca-se a fibra de caranã, que apresenta propriedades promissoras para aplicações em engenharia. Este trabalho busca caracterizar a fibra de caranã, bem como avaliar a eficiência nas propriedades mecânicas da sua incorporação de 10, 20 e 30% em volume na matriz epóxi. A fibra apresentou densidade geométrica média de 0.38 g/cm³, seção transversal porosa, circular, com orifício no centro da seção e superfície longitudinal heterogênea marcada pela presença de rugosidades. O FTIR indicou a presença de grupos funcionais característicos para a fibra e revelou que a adição de fibras gera um aumento gradativo da interação ativa entre a matriz epóxi e os grupos moleculares da fibra de caranã; para as propriedades de tração o percentual de 30% em volume de fibras apresenta-se como o mais eficaz, aumentando a resistência à tração em 4,5% e a rigidez em 8,8% do compósito em relação à matriz interação das caranã com a matriz epóxi. As propriedades de flexão não demonstraram melhoras a partir da incorporação de fibras de caranã na matriz epóxi, entre os mecanismos que levaram o material a falha encontram-se a presença de porosidades e dificuldade na distribuição de fibras no interior da matriz.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação das propriedades mecânicas em tração de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras longas de guarumã (Ischnosiphon arouma)
(2022-04-08) LIMA, Rodolfo Moura de Souza; PINHEIRO, Miriane Alexandrino; http://lattes.cnpq.br/3760347017072092; https://orcid.org/ 0000-0001-5328-0972; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/ 0000-0002-3926-0403
A preocupação ambiental tem se tornado cada vez mais frequente, impulsionando o desenvolvimento de materiais alternativos que utilizam recursos renováveis. Nesse sentido, destacam-se os materiais compósitos de matriz polimérica com a utilização de fibras vegetais como reforço. Fibras vegetais se destacam por sua abundancia na natureza, baixo custo, além de apresentarem resultados satisfatórios quando comparadas às fibras sintéticas. Nesse contexto é possível destacar o Guarumã (Ischnosiphon arouma) uma espécie abundante da região amazônica e muito utilizada na confecção de artesanato de cestarias. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo produzir compósitos de matriz poliéster, utilizando fibras de Guarumã como reforço. O processo de confecção dos compósitos teve início com a análise das fibras, os corpos de prova foram produzidos de forma individual em molde de silicone com a incorporação de 10, 20 e 30% em volume de fibras. As propriedades mecânicas em tração dos compósitos foram avaliadas segunda as diretrizes da norma ASTM D 638. Os resultados obtidos revelaram que a incorporação de fibras de Guarumã em matriz poliéster não alterou significativamente os valores obtidos em relação a resina pura, entretanto, a fibra de Guarumã revela grande potencial como reforço em materiais compósitos.
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)
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)
Efeito do tratamento químico da polpa de cana-de-açúcar (saccaharum officinarum) nas propriedades físicas e mecânicas dos compósitos poliméricos
(2025-03-25) FERNANDES, Thamina Iris Rendeiro; BRANDÃO, Luis Felipe Alencar; http://lattes.cnpq.br/1087177611634286; Luis Felipe Alencar; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628
As fibras provenientes do resíduo da cana-de-açúcar podem ser utilizadas na fabricação de compósitos poliméricos, apresentando vantagens tanto no âmbito ambiental quanto no econômico. Este trabalho teve como proposta avaliar o efeito do tratamento químico das fibras naturais provenientes do bagaço de cana-de-açúcar nas propriedades de compósitos poliméricos. As fibras foram caracterizadas por análises de sólidos solúveis totais (SST), massa específica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A fabricação dos compósitos foi realizada manualmente, utilizando moldes de silicone e diferentes proporções de fibras (0%, 1%, 2% e 3%). Os compósitos foram avaliados quanto à massa específica aparente, porosidade, absorção de água e resistência à tração. Os resultados indicaram que o tratamento alcalino removeu impurezas e aumentou a densidade das fibras, além de reduzir a porosidade e a absorção de água nos compósitos. No entanto, o tratamento não resultou em aumento da resistência à tração, sendo que o maior valor obtido (26,246 MPa) ocorreu no compósito com 2% de fibras sem tratamento. Os resultados demonstram que as fibras de bagaço de cana-de-açúcar podem ser utilizadas no desenvolvimento de compósitos mais leves e com menor absorção de água. No entanto, a influência do tratamento alcalino na resistência mecânica deve ser mais investigada para otimizar seu uso como reforço estrutural.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da incorporação de resíduo industrial de caulim em compósitos de matriz polimérica
(2021-02-10) TAVARES, Jamylle Feitosa de Souza; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375
A busca cada vez maior por materiais com propriedades específicas, fez com que pesquisadores demonstrassem um maior interesse na área de materiais compósitos. Resíduos industriais que muitas vezes possuem descarte inadequado vêm sendo bastante utilizados como cargas para esses materiais. O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades físicas, mecânica e de resistência à chama de compósitos poliméricos reforçados com resíduo de caulim. Estes materiais compósitos foram produzidos com matriz poliéster isoftálica e resíduo de caulim in natura e calcinado, variando as frações em massa de 5 % e 10 % de resíduo. Os corpos de prova foram confeccionados utilizando o método hand lay-up (manual) em molde metálico. Foram realizados ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, ensaio de tração e de flamabilidade de acordo com as normas ASTM D 570, ASTM D 2734, ASTM D 792, ASTM D-3039 e ASTM D 635, respectivamente. De acordo com os resultados obtidos nos ensaio físicos, os compósitos exibiram aumento de AA, PA e MEA comparado a resina plena. Com relação ao ensaio de tração, o compósito RCI-10 apresentou aumento de 12,18 % comparado à resina plena, com um limite de resistência à tração de 21,92 MPa. No ensaio de flamabilidade os compósitos apresentaram resultados bem menores que os exigidos pelas normas. Em relação ao CONTRAN os compósitos RCI-5 e RCI-10 obtiveram redução da taxa de propagação de 77,42% e 76,15%, respectivamente. E relação o que determina ASTM D 635 os compósitos apresentaram diminuição da taxa em 43,55 % e 40,37 %, respectivamente. Os compósitos não apresentaram variações significativas da taxa de propagação de chama comparado à resina plena. De modo geral, a pesquisa realizada apresentou resultados viáveis, considerando a incorporação de um resíduo industrial como carga mineral, sendo importante ressaltar que o reaproveitamento desse resíduo contribui para a diminuição dos impactos ambientais gerados no seu processo de armazenamento e também diminui custo do produto final, tendo em vista que parte do volume do polímero está sendo substituído por um material de menor valor.