Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
URI permanente para esta coleçãohttps://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/106
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Dissertação Acesso aberto Análise da influência dos parâmetros de processo de fundição contínua na qualidade do tubo de cobre UNS C12200(2024) Piccinini, Juliana Nadjara CarvalhoO cobre e suas ligas apresentam um conjunto de propriedades mecânicas, elétricas e químicas, que somadas são de alta relevância para indústria e o progresso da tecnologia. A composição química das ligas de cobre tem forte influência sobre os parâmetros que controlam a solidificação do cobre fundido em fornos de fusão contínuo, e, consequentemente, a microestrutura e propriedades mecânicas. Por isso, estudos do comportamento de elementos residuais na composição química do cobre, assim como os parâmetros de fundição, são necessários a fim de controlar e determinar valores que permitam a eficiência na produção e aplicação desse metal, diminuindo possíveis falhas de processo. Neste trabalho analisou-se a influência de três velocidades de lingotamento no processo de fundição contínua de ligas de cobre UNS C12200. Nas amostras realizou-se análises de macrografia, análise das propriedades mecânicas e o índice de reprovação gerado. Além disso, analisou-se também a influência de três percentuais de impurezas na liga através da análise das propriedades mecânicas e do índice de reprovação. Os resultados mostraram que, com o aumento da velocidade de lingotamento a macroestrutura da seção transversal do tubo fundido apresentou-se mais homogênea, além disso, observou-se uma redução do índice de reprovação e um aumento do percentual de expansão nos lotes produzidos com maior velocidade. Em relação a análise do percentual de impurezas na liga, observou-se um aumento do índice de reprovação nos lotes com percentual de impurezas em torno de 280 ppm. Dessa forma, foi possível concluir que quanto maior a velocidade de lingotamento e quanto menor o percentual de impurezas contidas na liga, melhor a qualidade do produto acabado.Dissertação Acesso aberto Desenvolvimento de membranas condutoras core-shell de PVC/PMMA/PANI por eletrofiação coaxial(2024) Moraes, Stephen Christina DeA eletrofiação convencional e a coaxial são técnicas fundamentais para a produção de nanofibras com diversas aplicações em áreas como medicina, engenharia de tecidos, baterias sensores. A eletrofiação coaxial, especialmente benéfica para materiais desafiadores como polímeros condutores, permite a criação de nanofibras core-shell com funcionalidades aprimoradas. No entanto, desafios persistem, incluindo a compreensão da condutividade de materiais como a polianilina e as propriedades mecânicas das fibras resultantes. Este estudo visa desenvolver nanofibras 'core-shell' de PANI/PMMA e PVC via eletrofiação coaxial com características condutoras. Neste contexto, foram investigados os parâmetros da eletrofiação convencional de PVC e PMMA, com e sem polianilina (PANi), para definir condições iniciais para eletrofiação coaxial e produção de nanofibras core-shell. Diferentes concentrações de PMMA (5, 10, 15, 18 e 22% ) e PANI (0, 5 e 10%) foram testadas, mantendo-se a solução de PVC constante em 18%. A eletrofiação foi bem- sucedida com PMMA a 18% e PANi a 5% ou 10%, utilizando a solução de PVC para completar a estrutura. As análises de MEV e MET confirmaram a formação de estruturas core-shell, com diâmetros variando cerca de 1,831±0,399 μm. As condições otimizadas para obtenção de fios uniformes incluíram uma tensão de 16 kV, vazão de 0,03 ml/min e distância agulha/coletor de 18 cm. A polianilina mostrou ser fundamental na estabilidade do cone de Taylor, resultando em mantas uniformes e livres de defeitos. A utilização da eletrofiação coaxial se mostrou de extrema importância para a produção das fibras core-shell, sendo possível a retirada das membranas do coletor, algo que não foi possível realizar com a eletrofiação monoagulha das soluções de PMMA/PANI devido a característica cotton-wool-like. A análise da espectroscopia de impedância elétrica, juntamente com a análise do ângulo de contato, destacou a importância da condutividade e molhabilidade para aplicação em sensores de umidade, onde a configuração shell com PANI na casca apresentou a melhor performance, tendo uma condutividade de 1,35E-09 S/cm resistividade de 7,40E+08 Q.cm para as amostras secas, e para as amostras umedecidas com água destilada esses valores foram de 4,19E-07 S/cm e 2,38E+06 Q.cm, respectivamente. Mostrando assim, que técnica de eletrofiação coaxial é uma técnica efetiva para obtenção de membranas com propriedades condutoras com potencial aplicação em sensores de umidade.Tese Acesso aberto Efeitos da silanização em nanocompósitos híbridos de Polivinil Butiral com nanopartículas de óxido de Tungstênio e/ou dióxido de Titânio(2024) Frankowiak, Juliana CristinaLongas exposições à radiação UV-A e UV-B são danosas aos seres humanos, podendo causar degradação de moléculas, fotoenvelhecimento e câncer de pele. Por este motivo, são crescentes as pesquisas dedicadas ao desenvolvimento de filtros de bloqueio UV, com distintas aplicações. Visando a obtenção de um material multifuncional e que atinja este objetivo, filmes de diferentes espessuras de polivinil butiral (PVB) contendo nanopartículas de óxido de tungstênio (WO3) e/ou dióxido de titânio (TiO2) foram produzidos. Adicionalmente, os efeitos da silanização destas nanopartículas foram estudados, com o intuito de se obter um material transparente e com maior bloqueio à radiação UV. Análises de XPS confirmaram a eficácia da silanização proposta, porém podem indicar que o tratamento tenha sido incompleto. Para a produção dos nanocompósitos utilizou-se o método de mistura dispersiva via sonicador de alta potência e posterior evaporação de solvente. As seguintes concentrações de nanopartículas foram adicionadas: 2,5; 5,0 e 7,5 % (m/m) pristine (sem tratamento) e/ou silanizadas. Os filmes resultantes possuem espessura média de 8 µm e 30 µm. Para os filmes mais finos, a adição de nanopartículas melhorou a estabilidade térmica dos nanocompósitos, conforme verificado via análise termogravimétrica (TG). Resultados de DSC também apontaram tendência de diminuição dos valores de temperatura de transição vitrea, conforme maior fração de nanopartículas é adicionada. Em relação às propriedades ópticas, as amostras são transparentes e apresentaram maiores valores de bloqueio UV-A e UV-B conforme maior fração de fase dispersa foi adicionada. Para os nanocompósitos de espessura média de 8 µm, filmes contendo nanopartículas silanizadas exibiram valores de bloqueio UV superiores, provavelmente devido à melhor dispersão das nanopartículas no meio. A amostra contendo 5,0 % (m/m) da mistura de WO3 e TiO2 silanizadas demonstrou a melhor combinação de resultados das propriedades térmicas e ópticas. Filmes de 30 µm contendo TiO2 apresentaram mudança de coloração, quando submetidos à radiação solar. As amostras mais espessas exibiram maior capacidade de bloqueio UV, atingindo-se valores superiores a 95 % em nanocompósitos contendo 7,5% (m/m) de nanopartículas. Nestes casos, a silanização mostrou-se prejudicial, diminuindo as propriedades de bloqueio UV.Tese Acesso aberto Efeitos da silanização em nanocompósitos híbridos de Polivinil Butiral com nanopartículas de óxido de Tungstênio e/ou dióxido de Titânio(2024) Frankowiak, Juliana CristinaLongas exposições à radiação UV-A e UV-B são danosas aos seres humanos, podendo causar degradação de moléculas, fotoenvelhecimento e câncer de pele. Por este motivo, são crescentes as pesquisas dedicadas ao desenvolvimento de filtros de bloqueio UV, com distintas aplicações. Visando a obtenção de um material multifuncional e que atinja este objetivo, filmes de diferentes espessuras de polivinil butiral (PVB) contendo nanopartículas de óxido de tungstênio (WO3) e/ou dióxido de titânio (TiO2) foram produzidos. Adicionalmente, os efeitos da silanização destas nanopartículas foram estudados, com o intuito de se obter um material transparente e com maior bloqueio à radiação UV. Análises de XPS confirmaram a eficácia da silanização proposta, porém podem indicar que o tratamento tenha sido incompleto. Para a produção dos nanocompósitos utilizou-se o método de mistura dispersiva via sonicador de alta potência e posterior evaporação de solvente. As seguintes concentrações de nanopartículas foram adicionadas: 2,5; 5,0 e 7,5 % (m/m) pristine (sem tratamento) e/ou silanizadas. Os filmes resultantes possuem espessura média de 8 µm e 30 µm. Para os filmes mais finos, a adição de nanopartículas melhorou a estabilidade térmica dos nanocompósitos, conforme verificado via análise termogravimétrica (TG). Resultados de DSC também apontaram tendência de diminuição dos valores de temperatura de transição vitrea, conforme maior fração de nanopartículas é adicionada. Em relação às propriedades ópticas, as amostras são transparentes e apresentaram maiores valores de bloqueio UV-A e UV-B conforme maior fração de fase dispersa foi adicionada. Para os nanocompósitos de espessura média de 8 µm, filmes contendo nanopartículas silanizadas exibiram valores de bloqueio UV superiores, provavelmente devido à melhor dispersão das nanopartículas no meio. A amostra contendo 5,0 % (m/m) da mistura de WO3 e TiO2 silanizadas demonstrou a melhor combinação de resultados das propriedades térmicas e ópticas. Filmes de 30 µm contendo TiO2 apresentaram mudança de coloração, quando submetidos à radiação solar. As amostras mais espessas exibiram maior capacidade de bloqueio UV, atingindo-se valores superiores a 95 % em nanocompósitos contendo 7,5% (m/m) de nanopartículas. Nestes casos, a silanização mostrou-se prejudicial, diminuindo as propriedades de bloqueio UV.