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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Tese

Título: PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS CU-ZRO2 POR MEIO DE PROCESSAMENTO COLOIDAL AQUOSO ?

Ano: 2014

Orientador
  • JOAO BATISTA RODRIGUES NETO
Aluno
  • LUIZ ELOI VIEIRA JUNIOR

Conteúdo

Esta tese de doutorado apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de processamento para a estabilização de suspensões de partículas de cobre metálico juntamente com nanopartículas de zro2, em meio aquoso, para a produção de componentes densos e porosos. neste sentido, foi realizada uma etapa inicial de caracterização do pó de cobre, via química coloidal, estudando interações entre a superfície das partículas de cobre e o meio líquido em valores crescentes de ph e com a adição de um dispersante. esta etapa viabilizou a produção de suspensões cu-zro2 com boa fluidez até a concentração de 58% em volume (92% em massa). logo, as suspensões foram processadas por três técnicas de processamento coloidal: colagem de barbotina (slip casting), colagem de fitas (tape casting) e réplica (replica). mantendo-se a concentração de sólidos das suspensões de cobre, adicionou-se nanopartículas de zircônia até 3% em volume. a caracterização reológica das suspensões mostrou um espessamento quase imperceptível adicionando 1% em volume de nanopartículas. contudo, a elevação da viscosidade da suspensão foi evidente na concentração de 3% em volume de zircônia. foi empregada a técnica de colagem de barbotina para avaliar as condições de empacotamento de partículas e previsão do seu comportamento durante a sinterização. para a obtenção das fitas adicionou-se um ligante as suspensões na condição ideal de 3% em massa, fato que conferiu flexibilidade e resistência a verde às fitas processadas. a última técnica de processamento empregada foi a impregnação e réplica para a produção de componentes porosos. cabe salientar que para a impregnação não foram adicionados aditivos ligantes. o comportamento térmico dos materiais foi avaliado de acordo com ensaios de dilatometria, análise térmica diferencial (atd) e termogravimetria (tg). a dilatometria mostrou o início da sinterização em aproximadamente do cobre puro a 500°c. adicionadas as nanopartículas notou-se um retardo na sinterização dos componentes devido a maior refratariedade da zircônia, o que contribuiu para uma sensível alteração nos valores de retração linear. os materiais conformados foram sinterizados a temperaturas de até 1000°c em atmosfera de ar/5%h2 para prevenir a oxidação. por fim, todos os materiais produzidos foram caracterizados por medidas de densidade e por microscopia eletrônica de varredura. a caracterização mecânica se deu por medidas de microdureza vickers para os compactados colados. no caso das fitas sinterizadas a caracterização mecânica foi realizada via ensaio de tração. o melhor resultado atingido foi com 1% em volume com um valor nominal de 163 mpa. a microestrutura obtida dos compósitos foi muito peculiar. durante a sinterização evidenciou-se fenômenos de evaporação e condensação do cobre, o que levou a uma estrutura do tipo sanduíche. nas extremidades das amostras sinterizadas uma camada de alguns micrômetros de cobre puro e no centro, o compósito cobre-zircônia evidenciados tanto nas fitas quanto nas esponjas.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.97284

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,25% 7,70% 6,21% 5,22% 5,27% 5,65% 7,25% 6,81% 6,58% 4,83% 9,24% 5,88% 6,73% 7,04% 4,84% 6,51%
ODS Predominates
ODS 11
ODS 1

4,25%

ODS 2

7,70%

ODS 3

6,21%

ODS 4

5,22%

ODS 5

5,27%

ODS 6

5,65%

ODS 7

7,25%

ODS 8

6,81%

ODS 9

6,58%

ODS 10

4,83%

ODS 11

9,24%

ODS 12

5,88%

ODS 13

6,73%

ODS 14

7,04%

ODS 15

4,84%

ODS 16

6,51%