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: Ambiental
Tipo do Documento: Tese
Título: PROCESSAMENTO DE MATERIAIS POROSOS METÁLICOS A PARTIR DA MISTAURA DE PÓS CERÂMICOS
Ano: 2015
Orientador
- ALOISIO NELMO KLEIN
Aluno
- GUSTAVO GEORGE VERDIERI NUERNBERG
Conteúdo
Materiais porosos são utilizados nos mais variados ramos de engenharia, como nos setores: aeroespacial, automotivo, processos químicos, bioengenharia e na indústria de refrigeração e arrefecimento. nestas áreas tecnológicas, os materiais porosos, são empregados como filtros, trocadores de calor, absorventes de ondas sonoras, rolamentos e buchas autolubrificantes, próteses ósseas, sistemas de proteção mecânica e isolamentos térmicos, entre outros. um material poroso possui dois microconstituintes: fase contínua sólida (matriz do material) e a fase vazia (os poros), ou seja, a estrutura de poros existente no interior da fase matriz. as características dos poros presentes no material dependem do processo de fabricação selecionado. aplicações de engenharia que necessitam que o componente poroso seja percolado por um fluído (líquido ou gasoso) devem apresentar poros comunicantes. para desenvolver um material com as propriedades desejadas, é necessário ter conhecimento sobre a influência dos parâmetros de processamento sobre a microestrutura da fase matriz e da fase porosa formada. esse conhecimento apresenta-se como uma ferramenta de fundamental importância ao engenheiro. atenção especial foi dada no presente trabalho para a fabricação de materiais porosos com estrutura de poros bimodal, visando a aplicações onde os materiais porosos assistem sistemas de troca térmica. nestes, o fluido refrigerante, que é o responsável pela troca de calor, precisa ser transportado da fonte quente para a fonte fria, permitindo que ocorra o fenômeno de arrefecimento. mais especificamente em tubos de calor, o fluido de refrigeração na região mais quente do sistema evapora e, por diferença de densidade se desloca para a região mais fria do sistema. quando o calor é rejeitado para o ambiente externo o fluido resfria sofrendo condensação e retorna para a região mais quente do sistema por meio de bombeamento capilar através dos poros comunicantes do componente poroso. assim, para componentes porosos que assistem sistemas de arrefecimento, precisamos projetar uma estrutura de poros comunicantes especifica para permitir o fácil escoamento do vapor da fonte quente para a fonte fria e uma segunda estrutura de poros comunicantes que possui elevada força capilar, que permite o bombeamento do fluido condensado na fonte fria de volta para a fonte quente onde será evaporado novamente. embora existam vários processos para a fabricação de componentes porosos, no presente trabalho será dado importância particular para a metalurgia do pó, pois esta técnica apresenta-se como um processo particularmente vantajoso devido ao fato de possuir ampla flexibilidade para o design da microestrutura, bem como, pela sua capacidade de produção seriada de peças acabadas com geometria complexa e estreitas tolerâncias dimensionais a baixo custo. no presente estudo foi utilizado como sistema básico misturas de pós de óxidos de baixa estabilidade com fases de material de sacrifício a base de carbono, visando proceder a remoção da fase sacrifício através de queima desta com o oxigênio do ar atmosférico e posterior redução do esqueleto poroso cerâmico resultante. para tanto, foram selecionados para a fase matriz do material poroso os seguintes óxidos: óxidos de cobre, óxido de níquel, óxido de alumínio e óxido de ferros, bem como misturas destes. para fase de sacrifício (space holder) foi utilizado pó de grafita. a remoção da fase sacrifício (grafita) é realizada ao ar, promovendo a reação do carbono da grafita com o oxigênio do ar atmosférico. desta forma, são gerados porosos secundários cujo tamanho é controlado pelo tamanho de partícula do pó da fase material de sacrifício obtidos pela remoção por queima da fase sacrifício. no tratamento térmico de queima da fase de sacrifício ocorre formação de contatos de sinterização entre as partículas da fase matriz ocorrendo à formação de uma fase de poros primários comunicantes ao longo da fase matriz. desta forma, obtém-se um componente poroso com porosidade bimodal.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.66964
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3,70% | 4,39% | 4,44% | 4,25% | 3,43% | 4,30% | 14,21% | 4,45% | 5,35% | 2,93% | 6,40% | 23,63% | 4,73% | 5,30% | 4,34% | 4,15% |
ODS Predominates
3,70%
4,39%
4,44%
4,25%
3,43%
4,30%
14,21%
4,45%
5,35%
2,93%
6,40%
23,63%
4,73%
5,30%
4,34%
4,15%