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By Amauri Garcia, Noé Cheung, André dos Santos Barros, Clarissa Barros da Cruz, Thiago Soares Lima, Rafael Kakitani

Materiais de interface térmica (Thermal Interface Materials - TIMs) são responsáveis pela troca térmica entre a fonte geradora de calor do processador integrado e o dissipador de calor. Devido ao seu baixo ponto de fusão, boa fluidez e cumprimento com as exigências de regulamentação (Restriction of Hazardous Substances - RoHS), ligas à base de bismuto têm sido investigadas para aplicação como TIMs de alta performance. Neste contexto, a análise das propriedades dessas ligas em função de parâmetros microestruturais torna-se, portanto, de elevado interesse científico e tecnológico para o setor eletrônico. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver correlações entre propriedades de resistência à tração e a microestrutura da liga Bi-0,28%Ni solidificada sob um intervalo de taxas de resfriamento usualmente obtido em processos industriais. Por meio de microscopias óptica e eletrônica de varredura foi observada uma morfologia tipicamente eutética lamelar, composta por lamelas ricas em bismuto com o intermetálico Bi3Ni nos contornos. Os espaçamentos lamelares (λL) foram, então, correlacionados com os parâmetros térmicos de solidificação, sendo propostas leis experimentais de crescimento microestrutural. Ao fim, observou-se que, para λL < 101 μm, equações do tipo Hall-Petch caracterizam a variação do limite de resistência à tração e do limite de escoamento.

Oct 1, 2019

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By Rodolfo da Silva Teixeira

As ligas de NiTi ricas em Ni tendem a exibir o efeito superelástico a temperatura ambiente. As amostras em estudo foram submetidas a tratamento térmico e mecânico a fim de avaliar o comportamento superelástico destas. Foram realizados ensaios a temperatura ambiente difração de Raios-X (DRX) para identificar as fases presentes e avaliaram-se as propriedades mecânicas via ensaios de ultramicrodureza instrumentada com pré-ciclagem térmica (aquecimento e resfriamento). Os resultados de ultramicrodureza instrumentada exibiram bons indicativos quanto ao uso prévio desta ferramenta para análises do comportamento superelástico destas ligas.

Oct 30, 2017

By Victor Velho de Castro

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a resistência ao desgaste de dois diferentes materiais (três amostras de aço SAE 52100 e três amostras de SAE 1045) em diferentes condições microestruturais, sem lubrificação e com lubrificação (utilizando biodiesel B100, óleo diesel/biodiesel B50 e óleo diesel comercial B7). Quatro amostras foram submetidas a tratamento térmico de têmpera (830°C resfriado em óleo nas amostras de aço SAE 52100 e 850°C resfriado em água nas amostras de SAE 1045) seguida de revenimento (100°C e 200°C nas amostras de aço SAE 52100 e 100°C e 300°C nas amostras de SAE 1045). Os ensaios foram realizados em um tribômetro do tipo pinosobre- disco, com rotação de 300 RPM, 1,5kg de carga e 4400m de distância percorrida, seguindo as recomendações da norma ASTM G99–95, medição da microdureza superficial da pista de desgaste e avaliação da superfície desgastada das amostras com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Ao final dos ensaios, observou-se a variação da resistência ao desgaste entre os diferentes materiais, diferentes microestruturas e diferentes lubrificantes aplicados no ensaio. Os resultados indicaram uma tendência de diminuição de desgaste nos ensaios realizados com lubrificação de biodiesel B100.

Aug 16, 2017

By André Oliveira Galon, Elton Volkers do Espírito Santo, Caio Vaccari Silva, Victor Bridi Telles, Raphael Mariano de Souza

Para atender a demanda do mercado por aços com teores de fósforo cada vez menores, dominar os métodos desfosforantes mais eficientes é fundamental. Desse modo, o uso da termodinâmica computacional é extremamente importante, uma vez que as simulações vias softwares representam um caminho rápido, seguro e eficiente para se obter resultados no campo da aciaria. No presente trabalho foi proposto com uso do FactSage 7.2 a análise da eficiência de desfosforação de diferentes fluxantes: fluorita, sodalita, B2O3 e barrilha; que foram adicionados a uma mistura desfosforante padrão de 70g, nas simulações a massa total foi mantida constante em 70g e a porcentagem em peso usada dos fluxantes na mistura foi de 5 e 10%. Como tem-se em literatura que é possível correlacionar o fator de desfosforação (FDeP) com a eficiência, após o cálculo do FDeP feito através das simulações do FactSage, foi feita a correlação com a eficiência para se saber qual o fluxante era o mais eficiente e qual era o efeito do aumento da porcentagem em peso dos fluxantes na mistura desfosforante. A fluorita mostrou-se o fluxante mais eficiente seguido da barrilha, e a maior eficiência era atingida quando a porcentagem em peso dos fluxantes era de 5%.

Oct 1, 2019

By Patrícia Freitas Rodrigues

Foram utilizadas neste estudo amostras de uma liga de NiTi rica em Ni, a fim de observar as mudanças estruturais e termofísicas ao longo das etapas de forjamento rotativo, nas condições: Bruta de Fusão, Refundida e extraídas após distintas etapas do forjamento inicialmente (primeira, terceira) e ao fim a frio (quinta e sexta). As variáveis dos processamentos termomecânicos e a composição química são fatores de grande importância no processamento destas ligas, afetando a estrutura e por consequência nas transformações de fase, no efeito de memória de forma e na superelasticidade. Dessa forma, foram realizados ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), para definir as temperaturas de transformação de fases, e de difração de raio X (DRX) para observar as fases presentes a temperatura ambiente.

Aug 17, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as cinéticas de oxidação a altas temperaturas ao ar de um aço inoxidável austenítico laminado e de quatro juntas soldadas produzidas através do processo MIG/MAG com diferentes gases de proteção, dentro de um projeto que visava estudar o comportamento de juntas soldadas de aços inoxidáveis austeníticos a altas temperaturas. Utilizou-se o metal base 253MA, o consumível de soldagem 22.12.HT e diferentes concentrações de gases de proteção: 100% Ar, Ar + 2% CO2, Ar +4% CO2 e Ar + 20% CO2. Para cada mistura gasosa, foi soldado um corpo de prova. Observou-se aumento no teor de carbono e consequente diminuição da resistência à oxidação a altas temperaturas ao ar nas juntas soldadas com gases de proteção com maiores concentrações de CO2.

Aug 17, 2017

By João Paulo Ferreira Santos

Neste trabalho, foram obtidas estruturas compósitas constituídas por camadas alternadas de epóxi com mantas de nanofibras de nylon 6. As nanofibras foram produzidas pela técnica de eletrofiação. O comportamento mecânico destas estruturas sob tração e sob impacto pendular IZOD foram estudados. A incorporação das nanofibras na matriz epoxídica permitiu aumentos no módulo de elasticidade (6%), na resistência a tração (7%) e na energia de impacto (2%), ou seja, houveram ganhos de resistência mecânica sem sacrificar a resistência ao impacto, ao contrário do que ocorre na quase totalidade dos micro ou macromateriais modificadores do epóxi.

Aug 8, 2018

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

As ligas livres de chumbo (Lead-free solder alloys) potencialmente utiliz&aacute;veis em processos de soldagem branda, tais como as ligas &agrave; base de Sn, v&ecirc;m sendo estudadas como alternativas para substituir as ligas do sistema Sn-Pb. Em vista disto, o presente trabalho, aborda tanto a an&aacute;lise das caracter&iacute;sticas microestruturais formadas durante a solidifica&ccedil;&atilde;o transit&oacute;ria das ligas eut&eacute;tica Sn-0,2%Ni e hipereut&eacute;tica Sn-0,5%Ni, quanto a determina&ccedil;&atilde;o das suas respectivas correla&ccedil;&otilde;es com os par&acirc;metros t&eacute;rmicos de solidifica&ccedil;&atilde;o: velocidade da isoterma eut&eacute;tica (VE) e taxa de resfriamento (?E). Para tanto, as ligas foram solidificadas unidirecionalmente no sentido vertical ascendente e em regime transiente, e caracterizadas por t&eacute;cnicas de microscopias &oacute;tica e eletr&ocirc;nica de varredura. Na liga hipereut&eacute;tica Sn-0,5%Ni, o aumento da quantidade de Ni na liga influenciou tanto o comportamento t&eacute;rmico quanto o espa&ccedil;amento celular (&lambda;C), proporcionando maiores valores de ?E, por&eacute;m, &lambda;C mais grosseiros.O intermet&aacute;lico NiSn4 formou-se na regi&atilde;o eut&eacute;tica de ambas as ligas, enquanto que na liga Sn-0,5%Ni, as fases prim&aacute;rias identificadas por EDS-MEV foram NiSn4 e Ni3Sn4. A transi&ccedil;&atilde;o morfol&oacute;gica celular/dendr&iacute;tica(?E&gt; 1,2&ordm;C/s) ocorreu apenas para a liga eut&eacute;tica, enquanto que as c&eacute;lulas regulares da liga hipereut&eacute;tica deram origem as c&eacute;lulas do tipo placas(?E&gt; 1,4&ordm;C/s).

Oct 30, 2017

By Luiza Esteves

Corrosion testing was performed in white liquor from a Brazilian Kraft mill. Specimens of duplex stainless steel (DSS) and lean duplex (LDSS) were exposed at 170 °C for 30 days to simulate conditions of the digester. Corrosion rates were determined from weight loss measurements. After this exposure, the corrosion products formed on the steel surface was characterized by using scanning electron microscope (SEM) equipped with EDS, X-Ray Diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectrometer (XPS). EBSD can be used to quantify of basis balance phases in DSS and LDSS. General corrosion rates for UNS S32304 LDSS were higher than the UNS 31803 DSS in industrial white liquor at 170 °C for 30 days. XPS and XRD analyses indicated that the film formed after the immersion test may be consisted by Fe and Cr oxides and sulphides.

Oct 30, 2017

By Lucio Fabio Cassiano Nascimento

A determinação dos parâmetros cinéticos de cura de uma resina polimérica, bem como do compósito de matriz polimérica constitui importante ferramenta científica e tecnológica para processos industriais. No presente trabalho foi utilizada a técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC), prevista pela ASTM E698, com taxas de 5, 7,5 e 10°C/min para determinação da energia de ativação “E” (kJ/mol), fator pré-exponencial “Z” (min-1) e o tempo médio para alcançar 50% de cura “t1/2” para o epóxi puro e para o compósito reforçado por fibras de malva, em temperaturas variando na faixa de 25ºC a 100ºC. Os resultados mostraram que o tempo médio de cura de 24h, utilizado para a produção de placas de resina epóxi DGEBA-TETA ou compósitos de epóxi reforçados com fibras naturais, pode ser reduzido consideravelmente.

Oct 30, 2017

By Jackson de Brito Simões

As Ligas com efeito de Memória de Forma (LMF) são metais funcionais que podem recuperar grandes deformações, superiores a 5%, quando submetidos a carregamento mecânico e/ou aquecidos. Este fenômeno ainda surpreende pesquisadores e engenheiros de projetos, materiais e processos. Esses metais possibilitam o desenvolvimento de atuadores termomecânicos capazes de gerar esforço mecânico com o bloqueio da recuperação de forma. Inúmeros são os processos para obtenção dessas LMF, cada um com sua particularidade e limitação específica. Nesse contexto, este trabalho avalia o efeito do reprocessamento pela técnica Plasma Skul Push-Pull (PSPP) e do tratamento térmico de solubilização nas propriedades térmicas de transformação de fase de uma LMF 55,1Ni-44,9Ti (% em peso) obtida originalmente pelo processo de fusão por indução a vácuo (VIM). Para isso, a LMF foi refundida com uma tocha de plasma e vazada sob pressão em quatro moldes metálicos distintos (aço, bronze, alumínio e cobre). As técnicas de caracterização térmica Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Resistência Elétrica em função da Temperatura (RET) foram utilizadas para avaliar o efeito desse reprocessamento e do subsequente tratamento térmico de solubilização a 850°C em diferentes tempos. Verificou-se que a injeção em molde metálico proporciona uma significativa redução nas temperaturas de transformação de fase, da ordem de 30°C em relação ao material bruto obtido por VIM. Por fim, foi possível concluir que a LMF NiTi reprocessada mantém a transformação de fase mesmo após tratamentos de solubilização a 850°C em tempos mais longos (8 h), contrariamente ao material originalmente obtido por VIM.

Aug 16, 2017

By Luiz Augusto Ferreira de Campos Viana

O processamento de aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) para fabricação de bens de capital de dimensões avantajadas pode sobrecarregar máquinas operatrizes de indústrias do setor metal-mecânico. Uma rota alternativa para processamento deste material é a conformação do mesmo a temperaturas elevadas (processamento "a morno"), para redução de seu limite de escoamento e consequente diminuição do esforço nos equipamentos. Entretanto as propriedades mecânicas destes materiais devem ser mantidas após seu retorno à temperatura ambiente. Neste trabalho um aço ARBL temperado e revenido foi submetido a 1, 3, 5, 7 e 9 ciclos térmicos, com a soma do tempo de todos os ciclos térmicos igual a 10 horas e temperatura de 580°C. Em seguida ensaios mecânicos de tração, impacto em corpos de prova Charpy-V e dureza Vickers foram executados. A caracterização microestrutural e análises fratográficas dos corpos de prova de tração e impacto foram realizadas por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). A análise microestrutural revelou o coalescimento de partículas de cementita em todas as amostras. A resistência mecânica dos corpos de prova submetidos a 1, 3, 7 e 9 ciclos caiu. A energia absorvida no ensaio de impacto aumentou para estas amostras. O corpo de prova submetido a 5 ciclos térmicos apresentou endurecimento secundário. A fratografia de todos os corpos de prova ensaiados a tração revelaram fratura dúctil. O mesmo ocorreu para os corpos de prova submetidos ao ensaio de impacto, exceto para os corpos de prova submetidos a 5 ciclos térmicos. Em nenhum dos casos ocorreu descaracterização do material com quedas nos limites de resistência a valores inferiores aos especificados pelo fabricante.

Aug 16, 2017

By Diogo de Oliveira Azevedo

No presente trabalho, processos de conformação a frio e recozimento foram aplicados à liga de magnésio ZK60A (Mg-6%Zn-1%Zr) com o objetivo de determinar a cinética dos fenômenos de recuperação e recristalização para permitir o refino de grão. Para tanto, foi desenvolvida uma série de matrizes de conformação para a trefilação incremental de barras circulares da liga ZK60A inicialmente recebida no estado envelhecido (T5), resultando em reduções de 7,8%, 15,4%, 22,6% e 29,4%. Após cada passe de trefilação, as propriedades mecânicas do material foram determinadas. O estudo do recozimento foi realizado em amostras com o máximo encruamento a temperaturas de 400°C, 350°C, 300°C, 250°C, 200°C e 150°C. Pela metodologia aplicada, foi possível avaliar a cinética do processo de recristalização da liga ZK60A e determinar a sua energia de ativação.

Aug 8, 2018

By Alexandre Rizek Schultz

Esse projeto visou à substituição do sistema de controle instalado no laminador de barras e fio-máquina, por um novo e moderno sistema de controle. Este novo sistema irá controlar o laminador de barras e de rolos instalado na Usina da Vetorial, no Paraguay. Juntamente com a atualização do sistema de controle, a RUSSULA irá substituir os antigos e descontinuados conversores de corrente contínua VERITRON, fornecendo kit’s de digitalização e aproveitando os tiristores antigos, porem confiáveis. Na cabine central serão instaladas ferramentas para facilitar a operação do laminador e equipamentos, com novas telas de operação, sistema de aquisição de dados de alta velocidade, sistema de gerenciamento de intertravamentos, dentre outros. O PLC existente, um BBC Procontic, será inteiramente substituído por novos S7-1500, nova linha de PLC’s Siemens. O novo sistema irá possibilitar aumento de produtividade, diminuição de paradas, diminuição de perdas metálicas e maior confiabilidade no controle.

Oct 30, 2017

By Elione Moura Carlos

O objetivo principal deste trabalho foi incorporar o resíduo de mármore no desenvolvimento de formulações de massas cerâmicas para obtenção de grês porcelanato. Foram preparadas quatro formulações da massa cerâmica variando-se as proporções de caulim, talco, feldspato, argila de queima clara e do resíduo de mármore nas misturas. Essas matérias-primas foram peneiradas na malha 200 mesh e as porcentagens para cada formulação foi misturada em moinho de bolas por 30 min. Os corpos de prova foram preparados em uma prensa uniaxial com pressão de 25 MPa e sinterizados em forno convencional nas temperaturas de 800°C, 900°C e 1.000°C, com patamar de 60 minutos e taxa de aquecimento de 10°C por minuto, verificando as propriedades das peças. Para obtenção de resultados foram realizados ensaios de absorção de água, retração linear nas peças sinterizadas, massa específica aparente e porosidade aparente, com o propósito de avaliar a variação de retração linear em determinada temperatura de acordo com a porcentagem de absorção de água. Foram realizados também os ensaios de flexão e microscopia eletrônica de varredura - (MEV). As composições estudadas apresentaram resultados satisfatórios dentro dos valores aceitáveis para o devido uso na indústria cerâmica.

Aug 7, 2018

By Pedro Damas Resende

Fios ortodônticos de NiTi são alternativas para substituição dos materiais convencionais para a mesma utilização. Quando comparado ao aço inoxidável, NiTi apresenta resistência à corrosão semelhante e características mecânicas superiores, uma vez que produz forças de menor intensidade e constantes numa grande faixa de deformação. Foram caracterizados grupos de fios ortodônticos de dois fabricantes, com diferenças no tipo de ativação e em seus diâmetros. Foram utilizadas microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva para caracterização superficial e de composição dos fios. As fases presentes foram avaliadas por difração de raios X e ensaios mecânicos de dobramento de três pontos e tração foram conduzidos de forma a avaliar suas propriedades mecânicas. Todas as amostras apresentaram conteúdo de níquel acima de 50,5 at.%. Os fios superelásticos apresentaram recuperação total de forma em ambos os testes mecânicos e os fios termoativados apresentaram recuperação parcial de forma. Os difratogramas obtidos para todos os grupos apresentaram apenas fase austenítica anteriormente ao carregamento. Todos os fios superelásticos apresentaram maior força no descarregamento quando comparados com os termoativados.

Aug 17, 2017

By José Raphael Olegário França

Separação eletrostática é o termo usado para todas as tecnologias de processamento que utilizam forças elétricas que atuam sobre partículas carregadas ou polarizadas sob um campo elétrico estático. O comportamento das partículas depende das suas propriedades elétricas, geométricos e tamanho das partículas. Portanto, a separação de espécies é possível se os parâmetros do campo elétrico e as propriedades elétricas diferentes das partículas são apropriados para o processo. No separador eletrostático de rotor as forças elétricas, combinadas com as forças gravitacionais e centrífugas agem sobre as partículas e são responsáveis pela separação mineral. No presente trabalho as forças eletrostáticas que agem no processo serão substituídas por um modelo de contato de coesão Hertz-Mindlin com JKR. O resultado apresentado, embora com limitações, conseguiu-se fazer uma boa estimativa do processo e alguns dos parâmetros do separador. Com a presente simulação é possível descrever o processo de separação além de permitir a redução de despesas de testes práticos, melhorar a compreensão das relações fundamentais, simular as influências dos diferentes parâmetros e por fim, estimar eventuais aumento de desempenho.

Aug 17, 2017

By Ariane Gaspari Oliveira Souza

O Escândio é um elemento do grupo das terras raras que apesar de ser tão abundante quanto metais como o chumbo, raramente é encontrado concentrado nos minérios. A produção de Sc atual é inferior a 10t/ano proveniente do processamento de outros minérios e resíduos e também da recuperação de sucatas. Minérios lateríticos de níquel podem conter até 350ppm de Escândio e os resíduos do seu processamento podem ser ainda mais concentrados. Neste trabalho foi caracterizado um resíduo do processamento de minério de Níquel e avaliado o processo de lixiviação para reocupação do Escândio contido. Os principais componentes do resíduo são Fe, Cu, Ni e Co e o Escândio é da ordem de 1000ppm. A lixiviação do Escândio mostrou-se mais dependente da temperatura do que da concentração de H+ e o processo de lixiviação proposto não foi seletivo para o Escândio sendo necessárias etapas subsequentes para purificação.

Aug 17, 2017

By Giovani Gonçalves Ribamar

A metalurgia do pó torna-se um processo importante para obtenção de peças com geometria complexa, tornando-as cada vez mais viáveis. O objetivo desse trabalho é caracterizar e avaliar a influência da energia de mistura e tempo de mistura na microestrutura e propriedades mecânicas (dureza) da liga Fe 70% - Ni 30%, utilizadas em componentes eletrônicos e materiais estruturais de peças de motores automotivos, sendo produzidas por metalurgia do pó (MP). As ligas Fe-Ni foram misturadas a baixa e alta energia, 25 rpm e 200 rpm, respectivamente, por 2 (duas) e 4 (quatro) horas, compactadas uniaxialmente a frio com pressão de compactação de 8 toneladas e sinterizadas a 1.100ºC. Foram realizadas simulações para previsão das fases presentes através do software de simulação termodinâmica, Thermo-Calc, onde mostrou a possível existência de fases CCC e CFC. A microestrutura foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), possibilitando a visualização da quantidade e do tamanho dos poros, bem como forma e tamanho dos grãos. Foi realizada espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para análise química pontual e mapeamento químico.

Aug 8, 2018