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Synthesis and characterization of PZT 52/48 ceramics without additives througt nanomertric powder 纳米粉体法制备无添加剂pzt52 /48陶瓷及表征
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1259
J. Caceres, Carlos Augusto Carlos Passos, J. V. S. Chagas
Lead zirconatetitanate solid solutions, Pb(Zr1-xTix)O3 – PZT, are widely recognized for representing a special group of ferroelectric materials with various potential applications in electroceramics and (micro)electronic devices. The PZT ceramics is produced by solid state reaction (conventional route) and temperatures frequently above 1200 C. As a consequence, the cost of ceramic product is expensive. Herein, we present the synthesis and processing conditions of PZT52/48 (x = 0.48) ceramics in which it was possible to lower the sintering temperature down to around 900C. We have applied a route for PZT52/48 obtaining ferroelectric ceramics through sintering of nanometric powders prepared by the polymeric precursor synthesis method (modified Pechini’s method). The sintering was achieved with a temperature of 900oC for 2 hours and the samples got 96% of their theoretical density and 1.3 m mean grain size. The electrical permittivity of the ceramic plates, studied by impedance spectroscopy, presented Curie temperature around 390 oC. Ferroelectric hysteresis measurements revealed that the remnant polarization is 3.2 μC/cm2 and coercive field is 10 kV/cm at 60 Hz. All results and characterizations have shown that the PZT samples obtained with the polymeric route are efficient as the ones prepared in the conventional SSR protocol. Keywords: PZT nanometric powder, Low temperature sintering, Dielectric properties, Ferroelectric hysteresis
锆钛酸铅固溶体Pb(Zr1-xTix)O3 - PZT被广泛认为是一类特殊的铁电材料,在电陶瓷和(微)电子器件中具有各种潜在的应用。PZT陶瓷是由固态反应(常规路线)和温度经常高于1200℃生产的。因此,陶瓷产品的成本昂贵。本文中,我们提出了PZT52/48 (x = 0.48)陶瓷的合成和加工条件,可以将烧结温度降低到900℃左右。我们采用了聚合前驱体合成法(改进Pechini法)制备纳米粉体烧结制备铁电陶瓷PZT52/48的途径。烧结温度为900℃,烧结时间为2小时,样品的密度达到理论密度的96%,平均晶粒尺寸为1.3m。阻抗谱法研究了陶瓷板的介电常数,发现其居里温度在390℃左右。铁电迟滞测量结果表明,残余极化为3.2 μC/cm2, 60 Hz时矫顽力场为10 kV/cm。所有结果和表征都表明,用聚合途径获得的PZT样品与用传统SSR方法制备的样品一样高效。关键词:PZT纳米粉体,低温烧结,介电性能,铁电滞后
{"title":"Synthesis and characterization of PZT 52/48 ceramics without additives througt nanomertric powder","authors":"J. Caceres, Carlos Augusto Carlos Passos, J. V. S. Chagas","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1259","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1259","url":null,"abstract":"Lead zirconatetitanate solid solutions, Pb(Zr1-xTix)O3 – PZT, are widely recognized for representing a special group of ferroelectric materials with various potential applications in electroceramics and (micro)electronic devices. The PZT ceramics is produced by solid state reaction (conventional route) and temperatures frequently above 1200 C. As a consequence, the cost of ceramic product is expensive. Herein, we present the synthesis and processing conditions of PZT52/48 (x = 0.48) ceramics in which it was possible to lower the sintering temperature down to around 900C. We have applied a route for PZT52/48 obtaining ferroelectric ceramics through sintering of nanometric powders prepared by the polymeric precursor synthesis method (modified Pechini’s method). The sintering was achieved with a temperature of 900oC for 2 hours and the samples got 96% of their theoretical density and 1.3 m mean grain size. The electrical permittivity of the ceramic plates, studied by impedance spectroscopy, presented Curie temperature around 390 oC. Ferroelectric hysteresis measurements revealed that the remnant polarization is 3.2 μC/cm2 and coercive field is 10 kV/cm at 60 Hz. All results and characterizations have shown that the PZT samples obtained with the polymeric route are efficient as the ones prepared in the conventional SSR protocol. Keywords: PZT nanometric powder, Low temperature sintering, Dielectric properties, Ferroelectric hysteresis","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89011112","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de fluxo contínuo utilizando glicerol bruto oriundo da produção de biodiesel 在厌氧连续流反应器中使用生物柴油生产的粗甘油生产氢气
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1268
Luan Vieira Adames, Lorena Oliveira Pires, Maria Ângela Tallarico Adorno, S. I. Maintinguer
O esgotamento das reservas de petroleo e a crescente preocupacao com as mudancas climaticas tem acelerado novas pesquisas para obtencao de energias renovaveis. A producao de biogas atraves da digestao anaerobia vem se mostrando uma otima opcao, nao so para producao de energia, como tambem para manejo adequado de residuos orgânicos. O biodiesel teve sua producao aumentada em diversos paises por ser um combustivel renovavel e biodegradavel. Entretanto, e largamente obtido da transesterificacao de oleos vegetais e animais, onde seu rendimento e 9 litros de biodiesel para 1 litro de glicerol.  O glicerol bruto possui grau reduzido de pureza, se tornando uma materia-prima barata com potencial para producao de energia renovavel, principalmente gas hidrogenio (H2) e metano (CH4). Nesse sentido, os objetivos deste estudo foram: operar um reator horizontal de leito fixo (RAHLF), com alimentacao continua e determinar a partida do mesmo na producao de H2 a partir de glicerol bruto residual de biodiesel, co-digerido em esgoto sanitario nas fases de: partida, ensaio 1 e ensaio 2. Durante a fase de partida e Ensaio 1, o afluente foi constituido de 99% esgoto 1% glicerol bruto (v/v) e 1,5% de glicerol bruto no Ensaio 2. Na partida e ensaio 1 foram verificadas medias de producao de 1 mol H2 m3 d-1 e 3,2 mols H2 m3 d-1, respectivamente. A maior producao diaria atingida foi 11,34 mols H2 m3 d-1 no Ensaio 2 com geracao media de acidos graxos volateis (AGV) de 3414,0 mg L-1. Tais resultados foram promissores e novos avancos com proporcoes mais elevadas do glicerol bruto e agentes tamponantes poderao evitar grandes variacoes de pH, viabilizando assim geracoes mais elevadas e mais estaveis de H2, em reatores continuos. Palavras-chave: Biogas. Esgoto Sanitario. Reator Continuo.
石油储量的枯竭和对气候变化的日益担忧加速了对可再生能源的新研究。通过厌氧消化生产沼气已被证明是一个很好的选择,不仅可以生产能源,而且可以适当管理有机废物。生物柴油作为一种可再生和可生物降解的燃料,在许多国家的产量都有所增加。然而,它主要是从植物油和动物油的酯交换反应中获得的,其产量为9升生物柴油和1升甘油。粗甘油纯度降低,成为一种廉价的原料,具有生产可再生能源的潜力,特别是氢气(H2)和甲烷(CH4)。从这个意义上说,本研究的目的是:运行一个水平固定床反应器(RAHLF),连续进料,并确定它的启动,从生物柴油粗甘油残余生产H2,共消化污水阶段:启动,试验1和试验2。在启动阶段和试验1中,进水由99%的污水1%粗甘油(v/v)和试验2中1.5%粗甘油组成。试验1和试验1的平均产量分别为1 mol H2 m3 d-1和3.2 mol H2 m3 d-1。试验2的日产量最高,为11.34 mol H2 m3 d-1,挥发性脂肪酸(vfa)平均产量为3414.0 mg L-1。这些结果是有希望的,新的进展与更高比例的粗甘油和缓冲剂可以避免大的pH变化,从而使更高和更稳定的H2生成在连续反应器。关键词:生物质。走向健康。压我。
{"title":"Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de fluxo contínuo utilizando glicerol bruto oriundo da produção de biodiesel","authors":"Luan Vieira Adames, Lorena Oliveira Pires, Maria Ângela Tallarico Adorno, S. I. Maintinguer","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1268","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1268","url":null,"abstract":"O esgotamento das reservas de petroleo e a crescente preocupacao com as mudancas climaticas tem acelerado novas pesquisas para obtencao de energias renovaveis. A producao de biogas atraves da digestao anaerobia vem se mostrando uma otima opcao, nao so para producao de energia, como tambem para manejo adequado de residuos orgânicos. O biodiesel teve sua producao aumentada em diversos paises por ser um combustivel renovavel e biodegradavel. Entretanto, e largamente obtido da transesterificacao de oleos vegetais e animais, onde seu rendimento e 9 litros de biodiesel para 1 litro de glicerol.  O glicerol bruto possui grau reduzido de pureza, se tornando uma materia-prima barata com potencial para producao de energia renovavel, principalmente gas hidrogenio (H2) e metano (CH4). Nesse sentido, os objetivos deste estudo foram: operar um reator horizontal de leito fixo (RAHLF), com alimentacao continua e determinar a partida do mesmo na producao de H2 a partir de glicerol bruto residual de biodiesel, co-digerido em esgoto sanitario nas fases de: partida, ensaio 1 e ensaio 2. Durante a fase de partida e Ensaio 1, o afluente foi constituido de 99% esgoto 1% glicerol bruto (v/v) e 1,5% de glicerol bruto no Ensaio 2. Na partida e ensaio 1 foram verificadas medias de producao de 1 mol H2 m3 d-1 e 3,2 mols H2 m3 d-1, respectivamente. A maior producao diaria atingida foi 11,34 mols H2 m3 d-1 no Ensaio 2 com geracao media de acidos graxos volateis (AGV) de 3414,0 mg L-1. Tais resultados foram promissores e novos avancos com proporcoes mais elevadas do glicerol bruto e agentes tamponantes poderao evitar grandes variacoes de pH, viabilizando assim geracoes mais elevadas e mais estaveis de H2, em reatores continuos. Palavras-chave: Biogas. Esgoto Sanitario. Reator Continuo.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90045718","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Avaliação das potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale L.) para uso em embalagens ativas antimicrobianas e antioxidantes 黑jurema (Mimosa tenuiflora)和腰果(Anacardium occidentale L.)植物提取物在抗菌和抗氧化活性包装中的潜力评价
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1224
Ivo Diego de Lima Silva, F. Oliveira, Michelle Felix de Andrade, A. M. S. S. Brito, Fernando Hallwass, Gl Ria Maria Vinhas
As embalagens tem como funcao basica proteger o alimento e garantir a sua integridade comercial. Podem ser produzidas a partir de materiais biodegradaveis com funcionalidades especificas, tais como acao antimicrobiana e antioxidante.  Alem disso, pesquisas vem sendo desenvolvidas de modo a substituir os aditivos sinteticos por outros naturais, como os extratos vegetais, devido aos compostos quimicos presentes em suas misturas. O poli(butileno adipato co-tereftalato) - (PBAT) vem sendo extensivamente estudado como uma possivel substituicao aos polimeros convencionais devido a sua biodegradabilidade. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi avaliar as potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale Linn), a fim de aplica-los como aditivos em embalagens de PBAT com propriedades ativas antioxidantes e antimicrobianas. Os extratos foram obtidos pela tecnica de extracao Sohxlet em tres diferentes tempos, 4, 6 e 8 horas, cujo melhor rendimento ocorreu nos tempos de 6 horas para jurema preta e 4 horas para cajueiro. No teste de presenca de flavonoides o extrato de jurema preta apresentou maior concentracao e no teste de fenolicos totais, utilizando o metodo de Folin-Ciocalteau, o cajueiro obteve maior concentracao. Ambos os extratos apresentaram capacidades antioxidantes significativas pelos dois metodos, fosfomolibdenio e DPPH. cajueiro apresentou melhor halo de inibicao frente ao Staphylococcus aureus, e, por isso, foi determinada a sua concentracao minima inibitoria (CMI), 0,0170 g.mL-1. Esse extrato foi incorporado ao PBAT, para o ensaio de migracao no meio etanolico, por meio do qual foi determinado um modelo cinetico e foi observado que a taxa de migracao, 0,0167 μg.mL-1.min-1, foi reduzida em cerca de um dia, indicando bom potencial do extrato para esses tipos de embalagem. Palavras-chave: embalagens ativas; embalagens antioxidantes; embalagens biodegradaveis; extratos vegetais; cinetica de migracao.
包装的基本功能是保护食品和保证其商业完整性。它们可以由具有特定功能的生物可降解材料制成,如抗菌和抗氧化作用。此外,由于混合物中含有化学化合物,人们正在进行研究,以替代其他天然添加剂,如植物提取物。聚己二酸丁酯共对苯二甲酸酯(PBAT)由于其生物降解性而被广泛研究作为传统聚合物的可能替代品。因此,本研究的目的是评价黑jurema (Mimosa tenuiflora)和腰果(Anacardium occidentale Linn)的植物提取物作为PBAT包装添加剂的潜力,具有抗氧化和抗菌活性。采用索氏萃取法分别在4、6和8 h提取提取物,其中黑jurema和腰果分别在6 h和4 h提取率最高。在黄酮类化合物存在试验中,黑jurema提取物的浓度较高,而在总酚类化合物试验中,腰果提取物的浓度较高。磷钼和DPPH两种方法均显示出显著的抗氧化能力。腰果对金黄色葡萄球菌有较好的抑制带,因此,腰果的最低抑制浓度(mic)为0.0170 g.mL-1。将该提取物加入PBAT中,在乙醇培养基中进行迁移试验,建立了动力学模型,观察到迁移速率为0.0167 μg.mL-1。min-1,在大约一天内降低,表明该提取物对这些类型的包装有良好的潜力。关键词:活性包装;产品中抗氧化剂;biodegradaveis包装;植物提取物;迁移动力学。
{"title":"Avaliação das potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale L.) para uso em embalagens ativas antimicrobianas e antioxidantes","authors":"Ivo Diego de Lima Silva, F. Oliveira, Michelle Felix de Andrade, A. M. S. S. Brito, Fernando Hallwass, Gl Ria Maria Vinhas","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1224","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1224","url":null,"abstract":"As embalagens tem como funcao basica proteger o alimento e garantir a sua integridade comercial. Podem ser produzidas a partir de materiais biodegradaveis com funcionalidades especificas, tais como acao antimicrobiana e antioxidante.  Alem disso, pesquisas vem sendo desenvolvidas de modo a substituir os aditivos sinteticos por outros naturais, como os extratos vegetais, devido aos compostos quimicos presentes em suas misturas. O poli(butileno adipato co-tereftalato) - (PBAT) vem sendo extensivamente estudado como uma possivel substituicao aos polimeros convencionais devido a sua biodegradabilidade. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi avaliar as potencialidades dos extratos vegetais de jurema preta (Mimosa tenuiflora) e cajueiro (Anacardium occidentale Linn), a fim de aplica-los como aditivos em embalagens de PBAT com propriedades ativas antioxidantes e antimicrobianas. Os extratos foram obtidos pela tecnica de extracao Sohxlet em tres diferentes tempos, 4, 6 e 8 horas, cujo melhor rendimento ocorreu nos tempos de 6 horas para jurema preta e 4 horas para cajueiro. No teste de presenca de flavonoides o extrato de jurema preta apresentou maior concentracao e no teste de fenolicos totais, utilizando o metodo de Folin-Ciocalteau, o cajueiro obteve maior concentracao. Ambos os extratos apresentaram capacidades antioxidantes significativas pelos dois metodos, fosfomolibdenio e DPPH. cajueiro apresentou melhor halo de inibicao frente ao Staphylococcus aureus, e, por isso, foi determinada a sua concentracao minima inibitoria (CMI), 0,0170 g.mL-1. Esse extrato foi incorporado ao PBAT, para o ensaio de migracao no meio etanolico, por meio do qual foi determinado um modelo cinetico e foi observado que a taxa de migracao, 0,0167 μg.mL-1.min-1, foi reduzida em cerca de um dia, indicando bom potencial do extrato para esses tipos de embalagem. Palavras-chave: embalagens ativas; embalagens antioxidantes; embalagens biodegradaveis; extratos vegetais; cinetica de migracao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89754718","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Dimensional change of impression materials for dental prothesis using different measuring methods 不同测量方法对义齿印模材料尺寸变化的影响
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1257
A. Oliveira, M. A. Sinhoreti, M. Amaral, L. Concílio, R. Vitti
The aim of this study was to verify the effectiveness of alternative techniques for measuring the linear dimensional change of molds obtained by different impression materials. A stainless-steel die containing three lines was used to get the impressions. The impression materials were handled according to the manufacturers' instructions. After gelation/polymerization time, the molds (n=12) were stored for 30 minutes and the lines were subsequently measured using: a microscope (Olympus Measuring Microscope STM; Olympus Optical Co) with a 30x magnification (MM, control group), a digital caliper (Mitutoyo Digimatic; Kawasaki) (DC) and digitization using a digital camera (Canon EOS Rebel 3Ti; Canon)  (DI). For each mold, a mean of the length of the lines was obtained. For each impression material, the difference in the length between the metallic matrix and the mold was considered as linear dimensional change (%). The data were submitted to the non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, followed by one-way Analysis of Variance (ANOVA) for each material, and the means were compared by the Tukey test (α=0.05). The DI group promoted values of dimensional accuracy without significant differences with the control group (MM), except for the putty-body condensation silicone. The DC group showed significant differences for MM and DI groups for all impression materials tested. The DI group showed to be a reliable methodology (Standard error of the mean <10%) to measure the linear dimensional change of all impression materials. The DI group presented molds with linear dimensional change values without significant differences with MM group, except for the putty-body addition silicone. The digitization is a reliable methodology to evaluate the linear dimensional changes of molds made with impression materials, except for the putty-body elastomeric impression materials. Key words: Dimensional Measurement Accuracy; Dental impression materials; Microscopy
本研究的目的是验证替代技术的有效性,以测量由不同压模材料获得的模具的线性尺寸变化。一个包含三条线的不锈钢模具被用来得到印模。压模材料是按照制造商的说明处理的。凝胶/聚合时间后,模具(n=12)保存30分钟,随后使用显微镜(奥林巴斯测量显微镜STM;奥林巴斯光学公司(Olympus Optical Co)配有30倍放大镜(MM,对照组),数字卡尺(Mitutoyo Digimatic;川崎)(DC)和使用数码相机(佳能EOS Rebel 3Ti;佳能)(DI)。对于每个模具,得到了线条长度的平均值。对于每种压模材料,金属基体和模具之间的长度差异被认为是线性尺寸变化(%)。资料采用非参数Kolmogorov-Smirnov检验,各资料采用单因素方差分析(ANOVA),均数比较采用Tukey检验(α=0.05)。除腻子体冷凝硅胶外,DI组的尺寸精度值与对照组(MM)无显著差异。DC组和DI组在所有测试的印模材料上均有显著差异。DI组显示出一种可靠的方法(平均标准误差<10%)来测量所有印模材料的线性尺寸变化。除腻子体添加硅胶外,DI组的模具线性尺寸变化值与MM组无显著差异。除了腻子体弹性体压模材料外,数字化是评估用压模材料制成的模具线性尺寸变化的可靠方法。关键词:尺寸测量精度;牙印模材料;显微镜
{"title":"Dimensional change of impression materials for dental prothesis using different measuring methods","authors":"A. Oliveira, M. A. Sinhoreti, M. Amaral, L. Concílio, R. Vitti","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1257","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1257","url":null,"abstract":"The aim of this study was to verify the effectiveness of alternative techniques for measuring the linear dimensional change of molds obtained by different impression materials. A stainless-steel die containing three lines was used to get the impressions. The impression materials were handled according to the manufacturers' instructions. After gelation/polymerization time, the molds (n=12) were stored for 30 minutes and the lines were subsequently measured using: a microscope (Olympus Measuring Microscope STM; Olympus Optical Co) with a 30x magnification (MM, control group), a digital caliper (Mitutoyo Digimatic; Kawasaki) (DC) and digitization using a digital camera (Canon EOS Rebel 3Ti; Canon)  (DI). For each mold, a mean of the length of the lines was obtained. For each impression material, the difference in the length between the metallic matrix and the mold was considered as linear dimensional change (%). The data were submitted to the non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, followed by one-way Analysis of Variance (ANOVA) for each material, and the means were compared by the Tukey test (α=0.05). The DI group promoted values of dimensional accuracy without significant differences with the control group (MM), except for the putty-body condensation silicone. The DC group showed significant differences for MM and DI groups for all impression materials tested. The DI group showed to be a reliable methodology (Standard error of the mean <10%) to measure the linear dimensional change of all impression materials. The DI group presented molds with linear dimensional change values without significant differences with MM group, except for the putty-body addition silicone. The digitization is a reliable methodology to evaluate the linear dimensional changes of molds made with impression materials, except for the putty-body elastomeric impression materials. Key words: Dimensional Measurement Accuracy; Dental impression materials; Microscopy","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81681763","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 2
Development and Evaluation of the Internal Cladding Process of API 5L X70 Risers with Nickel-based superalloy 625 via PTA Welding API 5L X70冒口内包覆镍基高温合金625 PTA焊接工艺的开发与评价
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1249
R. G. D. Silva, R. N. Silva, Julianni Dornelles, F. Silva
The Oil and gas exploration is one of the most strategic industrial sectors in the Brazilian economy. The discovery of deep water reserves adds more difficulty to the already problematic use of materials in equipment in extremely corrosive environments. With the objective of increasing the service life of the equipment, and consequently reducing the cost of maintenance and preventing against environmental catastrophes, it is common to use CRA claddings via welding processes, in which the nickel superalloy coatings stand out via the PTA welding process. In this context, the operation of internal cladding of risers becomes extremely complex due to the operational and metallurgical requirements imposed by the application. The present work aims at the development and empirical evaluation of the internal cladding procedure of risers with Nickelbased superalloy 625 via PTA welding process. From tests of cladding on plate, satisfactory preliminary parameters were reached for the performance of internal cladding tests on risers. From the adaptation of the welding parameters, comparative analyzes of three different procedures were carried out, with different weaving amplitude. Visual analysis and inspections were carried out via penetrating liquid and radiography, confirming the welding quality of all procedures performed. Still, proving the metallurgical quality of the developed procedures, analysis of chemical composition was carried out via EDX, presenting satisfactory results. Finally, a financial comparison of the process was elaborated, showing comparatively the consumption of powder and gas, and the time needed for internal cladding. Keywords: Coating; CRA; Nickel Alloy; Pipeline; Plasma Transferred Arc.
石油和天然气勘探是巴西经济中最具战略性的工业部门之一。深水储量的发现给在腐蚀性极强的环境中使用材料的设备增加了更多的困难。为了提高设备的使用寿命,从而降低维护成本,防止环境灾难,通过焊接工艺使用CRA包层是很常见的,其中镍高温合金涂层通过PTA焊接工艺脱颖而出。在这种情况下,由于应用程序施加的操作和冶金要求,立管内部包层的操作变得极其复杂。本文研究了625镍基高温合金立管PTA焊接内包覆工艺。通过板上覆层试验,获得了对立管内覆层试验性能满意的初步参数。从焊接参数的适应性出发,对不同编织幅度下的三种不同工艺进行了对比分析。通过渗透液和射线照相进行视觉分析和检查,确认所有程序的焊接质量。然而,为了证明所开发的工艺的冶金质量,通过EDX对化学成分进行了分析,取得了令人满意的结果。最后,对该工艺进行了财务比较,比较了粉末和气体的消耗,以及内包覆所需的时间。关键词:涂料;CRA;镍合金;管道;等离子体转移电弧。
{"title":"Development and Evaluation of the Internal Cladding Process of API 5L X70 Risers with Nickel-based superalloy 625 via PTA Welding","authors":"R. G. D. Silva, R. N. Silva, Julianni Dornelles, F. Silva","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1249","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1249","url":null,"abstract":"The Oil and gas exploration is one of the most strategic industrial sectors in the Brazilian economy. The discovery of deep water reserves adds more difficulty to the already problematic use of materials in equipment in extremely corrosive environments. With the objective of increasing the service life of the equipment, and consequently reducing the cost of maintenance and preventing against environmental catastrophes, it is common to use CRA claddings via welding processes, in which the nickel superalloy coatings stand out via the PTA welding process. In this context, the operation of internal cladding of risers becomes extremely complex due to the operational and metallurgical requirements imposed by the application. The present work aims at the development and empirical evaluation of the internal cladding procedure of risers with Nickelbased superalloy 625 via PTA welding process. From tests of cladding on plate, satisfactory preliminary parameters were reached for the performance of internal cladding tests on risers. From the adaptation of the welding parameters, comparative analyzes of three different procedures were carried out, with different weaving amplitude. Visual analysis and inspections were carried out via penetrating liquid and radiography, confirming the welding quality of all procedures performed. Still, proving the metallurgical quality of the developed procedures, analysis of chemical composition was carried out via EDX, presenting satisfactory results. Finally, a financial comparison of the process was elaborated, showing comparatively the consumption of powder and gas, and the time needed for internal cladding. Keywords: Coating; CRA; Nickel Alloy; Pipeline; Plasma Transferred Arc.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82875491","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Effects of alkali treatment on modification of the Pinus fibers 碱处理对松木纤维改性的影响
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1236
Renan Zunta Raia, S. Iwakiri, R. Trianoski, A. S. D. Andrade, E. L. Kowalski
The aim of this study was to evaluate the effect of the alkalization with different concentrations and time combination in the modification of lignin, hemicellulose and cellulose in pine fibers and determine the best combination aiming the incorporation in plant-based composites. The alkalization process was conducted with 5 concentrations (5, 10, 15, 20, and 30%) and 2 exposure times (2 and 24 hours). Chemical analysis was performed, and cellulose crystallinity, thermal stability, and surface modification were analyzed for the treated fibers. The results showed that there was a reduction in crystallinity with cellulose I – II transformation. Thereafter, the thermal stability and surface characteristics were increased with the increase of the NaOH concentration. Although all treatments altered the fiber properties, the condition that resulted in technical gain was the condition with 5% concentration and 2 hours of alkalization. Thus, we can conclude that this condition changes the macromolecular structure of the wood fibers, change the surface and the treat fiber could be used as filler to plant-base composite. Keywords: Lignocellulosic fibers; Alkalization; Thermal stability; Cellulose crystallinity; Macromolecules.
本研究的目的是评价碱化不同浓度和时间组合对松木纤维中木质素、半纤维素和纤维素的改性效果,并确定以植物基复合材料为目标的最佳碱化组合。碱化过程采用5种浓度(5、10、15、20和30%)和2次暴露时间(2和24小时)。对处理后的纤维进行了化学分析、纤维素结晶度、热稳定性和表面改性分析。结果表明,纤维素I - II转化降低了结晶度。之后,随着NaOH浓度的增加,热稳定性和表面特性都有所提高。虽然所有处理都改变了纤维的性能,但产生技术增益的条件是5%的浓度和2小时的碱化条件。由此可见,该条件改变了木纤维的大分子结构,改变了表面,处理后的纤维可以作为植物基复合材料的填料。关键词:木质纤维素纤维;碱性化;热稳定性;纤维素结晶度;大分子。
{"title":"Effects of alkali treatment on modification of the Pinus fibers","authors":"Renan Zunta Raia, S. Iwakiri, R. Trianoski, A. S. D. Andrade, E. L. Kowalski","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1236","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1236","url":null,"abstract":"The aim of this study was to evaluate the effect of the alkalization with different concentrations and time combination in the modification of lignin, hemicellulose and cellulose in pine fibers and determine the best combination aiming the incorporation in plant-based composites. The alkalization process was conducted with 5 concentrations (5, 10, 15, 20, and 30%) and 2 exposure times (2 and 24 hours). Chemical analysis was performed, and cellulose crystallinity, thermal stability, and surface modification were analyzed for the treated fibers. The results showed that there was a reduction in crystallinity with cellulose I – II transformation. Thereafter, the thermal stability and surface characteristics were increased with the increase of the NaOH concentration. Although all treatments altered the fiber properties, the condition that resulted in technical gain was the condition with 5% concentration and 2 hours of alkalization. Thus, we can conclude that this condition changes the macromolecular structure of the wood fibers, change the surface and the treat fiber could be used as filler to plant-base composite. Keywords: Lignocellulosic fibers; Alkalization; Thermal stability; Cellulose crystallinity; Macromolecules.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87309989","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Influência de adições minerais na elevação da temperatura de concretos massa de elevada resistência à compressão 矿物添加剂对高抗压强度混凝土温升的影响
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1215
André Valmir Saugo Ribeiro, Luiz Roberto Prudêncio Jr, Paulo Ricardo de Matos, Alex Taira
A construcao de grandes blocos de fundacao para edificios altos tem se tornado comum no pais. As altas resistencias a compressao dos concretos, aliado ao fato de muitas vezes se tratar de concretos autoadensaveis, geralmente levam a elevados consumos de ligante, possivelmente originando problemas de origem termica a estes elementos estruturais. Este estudo teve como objetivo avaliar a influencia de diferentes adicoes minerais na elevacao da temperatura de concretos massa com elevada resistencia a compressao. Para isso, foi utilizado um calorimetro adiabatico, o qual simula a condicao de um concreto em um regime de cura autogena. As resistencias a compressao dos concretos nos regimes de cura autogena e ambiente foram determinadas aos 28 dias. Complementarmente, as pastas que compoem os concretos foram avaliadas atraves de analise termogravimetrica aos 28 dias, a fim de verificar a influencia da temperatura nas reacoes dos compostos das misturas. Os resultados mostraram que houve uma tendencia de menor liberacao de calor para os parâmetros °C/MPa e °C/Kg de ligante para o CP III – RS, em relacao aos demais ligantes utilizados. A analise termogravimetrica indicou que o tipo de cura nao influenciou significativamente na atividade pozolânica e na hidratacao do cimento Portland. Por fim, verificou-se que as maiores resistencias a compressao para uma mesma relacao agua/ligante foram obtidas pela combinacao de CP V – ARI + metacaulim, pelo fato desta adicao mineral apresentar elevada atividade pozolânica. Ja na combinacao CP V – ARI + silica ativa, a adicao mineral parece ter contribuido de forma predominante pela formacao de pontos de nucleacao, apresentando pouco consumo de hidroxido de calcio. Palavras-chave: Concreto massa; Elevacao de temperatura; Adicoes minerais.
在巴西,为高层建筑建造大型地基砌块已成为一种普遍现象。混凝土的高抗压强度,加上它通常是自密实混凝土的事实,通常导致高粘结剂消耗,可能导致这些结构元素的热源问题。本研究旨在探讨不同矿物添加剂对高抗压强度混凝土温升的影响。为此,我们使用了绝热量热计,它模拟了混凝土在自愈状态下的状态。测定了混凝土在自生养护和环境养护条件下28 d的抗压强度。此外,通过热重分析对组成混凝土的膏体进行了28天的评价,以验证温度对混合物中化合物反应的影响。结果表明,与使用的其他配体相比,CP III - RS配体参数°C/MPa和°C/Kg的热释放有较低的趋势。热重分析表明,固化方式对硅酸盐水泥的火山灰活性和水合作用没有显著影响。最后发现,在相同的水/配体关系下,CP V - ARI +偏高岭土的抗压强度最高,因为这种矿物添加剂具有较高的火山灰活性。在cpv - ARI +活性二氧化硅组合中,矿物添加剂似乎主要促成了成核点的形成,氢氧化钙的消耗很少。关键词:散装混凝土;温度升高;Adicoes矿物质。
{"title":"Influência de adições minerais na elevação da temperatura de concretos massa de elevada resistência à compressão","authors":"André Valmir Saugo Ribeiro, Luiz Roberto Prudêncio Jr, Paulo Ricardo de Matos, Alex Taira","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1215","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1215","url":null,"abstract":"A construcao de grandes blocos de fundacao para edificios altos tem se tornado comum no pais. As altas resistencias a compressao dos concretos, aliado ao fato de muitas vezes se tratar de concretos autoadensaveis, geralmente levam a elevados consumos de ligante, possivelmente originando problemas de origem termica a estes elementos estruturais. Este estudo teve como objetivo avaliar a influencia de diferentes adicoes minerais na elevacao da temperatura de concretos massa com elevada resistencia a compressao. Para isso, foi utilizado um calorimetro adiabatico, o qual simula a condicao de um concreto em um regime de cura autogena. As resistencias a compressao dos concretos nos regimes de cura autogena e ambiente foram determinadas aos 28 dias. Complementarmente, as pastas que compoem os concretos foram avaliadas atraves de analise termogravimetrica aos 28 dias, a fim de verificar a influencia da temperatura nas reacoes dos compostos das misturas. Os resultados mostraram que houve uma tendencia de menor liberacao de calor para os parâmetros °C/MPa e °C/Kg de ligante para o CP III – RS, em relacao aos demais ligantes utilizados. A analise termogravimetrica indicou que o tipo de cura nao influenciou significativamente na atividade pozolânica e na hidratacao do cimento Portland. Por fim, verificou-se que as maiores resistencias a compressao para uma mesma relacao agua/ligante foram obtidas pela combinacao de CP V – ARI + metacaulim, pelo fato desta adicao mineral apresentar elevada atividade pozolânica. Ja na combinacao CP V – ARI + silica ativa, a adicao mineral parece ter contribuido de forma predominante pela formacao de pontos de nucleacao, apresentando pouco consumo de hidroxido de calcio. Palavras-chave: Concreto massa; Elevacao de temperatura; Adicoes minerais.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80265476","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Estudo da influência da substituição do cimento Portland por resíduo de cerâmica vermelha na fabricação de placas de fibrocimento 红陶瓷渣替代硅酸盐水泥对纤维水泥板生产的影响研究
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1214
Claudia Regina Bernardi Baldin, José Ilo Pereira Filho, Vitor Baldin
Atualmente, os residuos da industria de cerâmica vermelha apresentam-se como uma alternativa em potencial para uso em matrizes cimenticias como adicao mineral ou pozolana de baixa reatividade. Este estudo, teve como objetivo avaliar a influencia da substituicao parcial do cimento CP V ARI por residuo da industria de cerâmica vermelha em placas de fibrocimento. O cimento foi substituido em volume nas percentagens de 0, 15, 25 e 50%. Essas combinacoes foram reforcadas com fibras de celulose e polipropileno (PP). A investigacao foi realizada analisando ensaios de fluorescencia de raios X, difracao de raios – X, microscopia eletronica de varredura e analise termogravimetrica. Alem disso, ensaios de resistencia mecânica a flexao das placas foram realizadas em amostras produzidas com base em um processo de succao e prensagem. Todos os ensaios foram realizados com amostras aos 28 dias de hidratacao. Os resultados da caracterizacao microestutural apresentaram uma reducao do hidroxido de calcio conforme aumenta o teor de RCV devido ao consumo deste composto em consequencia da reacao pozolânica, tambem foram observados picos de C-S-H em todas as misturas. Considerando- se os resultados das propriedades mecânicas a flexao, todos os percentuais de substituicao apresentaram resultados satisfatorios de acordo com a norma NBR 15498 em relacao a resistencia a flexao para uso em fachadas externas. Palavras-chave: Residuos de cerâmica vermelha. Placas de fibrocimento. Analise microestrutural. Resistencia mecânica a flexao.
目前,红陶瓷工业的废料作为低反应性矿物添加剂或火山灰等水泥基质的潜在替代品。摘要本研究旨在探讨红陶瓷工业废料部分替代水泥CP V ARI对纤维水泥板的影响。水泥按体积替换率分别为0、15、25和50%。用纤维素纤维和聚丙烯(PP)增强了这些组合物。通过X射线荧光测试、X射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析进行了研究。此外,还对采用吸压工艺生产的试样进行了抗弯强度试验。所有试验均在水合作用后28天进行。微观结构表征结果表明,由于火山灰反应,氢氧化钙含量随着RCV含量的增加而降低,并观察到所有混合物中C-S-H的峰值。考虑到弯曲力学性能的结果,根据NBR 15498标准,所有替代百分比都显示出令人满意的结果,用于外立面的弯曲强度。关键词:红陶瓷废料。纤维水泥板。显微结构分析。机械抗弯强度。
{"title":"Estudo da influência da substituição do cimento Portland por resíduo de cerâmica vermelha na fabricação de placas de fibrocimento","authors":"Claudia Regina Bernardi Baldin, José Ilo Pereira Filho, Vitor Baldin","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1214","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1214","url":null,"abstract":"Atualmente, os residuos da industria de cerâmica vermelha apresentam-se como uma alternativa em potencial para uso em matrizes cimenticias como adicao mineral ou pozolana de baixa reatividade. Este estudo, teve como objetivo avaliar a influencia da substituicao parcial do cimento CP V ARI por residuo da industria de cerâmica vermelha em placas de fibrocimento. O cimento foi substituido em volume nas percentagens de 0, 15, 25 e 50%. Essas combinacoes foram reforcadas com fibras de celulose e polipropileno (PP). A investigacao foi realizada analisando ensaios de fluorescencia de raios X, difracao de raios – X, microscopia eletronica de varredura e analise termogravimetrica. Alem disso, ensaios de resistencia mecânica a flexao das placas foram realizadas em amostras produzidas com base em um processo de succao e prensagem. Todos os ensaios foram realizados com amostras aos 28 dias de hidratacao. Os resultados da caracterizacao microestutural apresentaram uma reducao do hidroxido de calcio conforme aumenta o teor de RCV devido ao consumo deste composto em consequencia da reacao pozolânica, tambem foram observados picos de C-S-H em todas as misturas. Considerando- se os resultados das propriedades mecânicas a flexao, todos os percentuais de substituicao apresentaram resultados satisfatorios de acordo com a norma NBR 15498 em relacao a resistencia a flexao para uso em fachadas externas. Palavras-chave: Residuos de cerâmica vermelha. Placas de fibrocimento. Analise microestrutural. Resistencia mecânica a flexao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80990208","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Mecanismo de crescimento e caracterização de cristais formados na superfície de águas residuais de salinas 盐碱废水表面形成晶体的生长机理及表征
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1266
Liliane Ferreira Araújo de Almada, V. R. M. D. Melo, Jussier de Oliveira Vitoriano, Kristy Emanuel Silva Fontes, F. E. N. Fraga, C. Alves Junior
Sob condicoes ainda desconhecidas, cristais denominados de flor de sal, ou fleur de sel, como e comumente conhecido, pode ser formado na superficie de uma salmoura supersaturada durante a evaporacao da agua do mar nas salinas. Visando produzir flor de sal de uma maneira controlada e fazer melhor uso da solucao residual de salinas, denominada de agua-mae, o presente trabalho foi proposto. O mecanismo de crescimento, morfologia, microestrutura e composicao quimica dos sais obtidos foram estudados durante a evaporacao da agua-mae, cuja densidade variou de 1,230 g/cm³ para 1,244 g/cm³, mantendo fixos o gradiente termico e umidade relativa do ar. Analises quimicas, microestruturais e morfologicas foram usadas para caracterizacao. Cristais cubicos ocos foram obtidos cujas concentracoes ionicas foram dependents da densidade da solucao. O tamanho e massa dos cristais tambem foram dependentes da densidade da solucao. As amostras apresentaram fases contendo sulfatos como NaK3(SO4)2, Mg (SO4). (H2O) e K2SO4, cuja porcentagem aumentou levemente com o aumento da densidade. Mesmo assim, as porcentagens de NaCl foram acima de 90% para todas as amostras, mostrando que e possivel extrair flor de sal de alta pureza a partir de uma solucao residual hipersalina. Palavras chaves: flor de sal, agua-mae, crescimento de cristais, mecanismo, salina.
在未知的条件下,盐花晶体,或通常被称为fleur de sel,可以在过饱和盐水的表面形成,当海水在盐沼蒸发。为了控制盐花的生产,更好地利用盐花的残余溶液,即mae - agua,提出了这项工作。增长机制,得到了盐的形态、微观结构和化学成分的研究在父evaporacao水的密度范围从1.230 g / cm³1.244 g / cm³。让固定termico和空气相对湿度梯度,分析化学,microestruturais和形态被用来caracterizacao。得到了空心立方晶体,其离子浓度与溶液密度有关。晶体的大小和质量也取决于溶液的密度。样品中含有NaK3(SO4)2、Mg (SO4)等硫酸盐相。(H2O)和K2SO4,其百分比随密度的增加而略有增加。尽管如此,所有样品的NaCl含量都在90%以上,这表明从高盐残留溶液中提取高纯度盐花是可能的。关键词:盐花,水母,晶体生长,机理,盐。
{"title":"Mecanismo de crescimento e caracterização de cristais formados na superfície de águas residuais de salinas","authors":"Liliane Ferreira Araújo de Almada, V. R. M. D. Melo, Jussier de Oliveira Vitoriano, Kristy Emanuel Silva Fontes, F. E. N. Fraga, C. Alves Junior","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1266","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1266","url":null,"abstract":"Sob condicoes ainda desconhecidas, cristais denominados de flor de sal, ou fleur de sel, como e comumente conhecido, pode ser formado na superficie de uma salmoura supersaturada durante a evaporacao da agua do mar nas salinas. Visando produzir flor de sal de uma maneira controlada e fazer melhor uso da solucao residual de salinas, denominada de agua-mae, o presente trabalho foi proposto. O mecanismo de crescimento, morfologia, microestrutura e composicao quimica dos sais obtidos foram estudados durante a evaporacao da agua-mae, cuja densidade variou de 1,230 g/cm³ para 1,244 g/cm³, mantendo fixos o gradiente termico e umidade relativa do ar. Analises quimicas, microestruturais e morfologicas foram usadas para caracterizacao. Cristais cubicos ocos foram obtidos cujas concentracoes ionicas foram dependents da densidade da solucao. O tamanho e massa dos cristais tambem foram dependentes da densidade da solucao. As amostras apresentaram fases contendo sulfatos como NaK3(SO4)2, Mg (SO4). (H2O) e K2SO4, cuja porcentagem aumentou levemente com o aumento da densidade. Mesmo assim, as porcentagens de NaCl foram acima de 90% para todas as amostras, mostrando que e possivel extrair flor de sal de alta pureza a partir de uma solucao residual hipersalina. Palavras chaves: flor de sal, agua-mae, crescimento de cristais, mecanismo, salina.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84987996","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Obtenção de nanofios de carbono a partir de copolímero de PAN eletrofiados para aplicação como supercapacitores 利用静电纺丝PAN共聚物制备用于超级电容器的碳纳米线
IF 0.4 4区 材料科学 Q4 Physics and Astronomy Pub Date : 2021-03-25 DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1272
Hugo Moreira da Silva Costa, V. E. Rodrigues, J. T. Matsushima, M. R. Baldan, M. C. Rezende, Rita de Cássia Mendonça Sales
Atualmente, existe uma demanda na busca por materiais com alta densidade de potencia, longo ciclo de vida e baixo impacto ambiental que sao em sua maioria utilizados para a producao de supercapacitores, sendo esses considerados fontes promissoras de energia para sistemas eletronicos. Os tipos de materiais mais promissores para essa aplicacao sao os baseados em carbono, devido a sua flexibilidade, area superficial e boa estabilidade eletroquimica. Para a producao de materiais carbonosos, o principal precursor utilizado e a poliacrilonitrila (PAN) e suas variacoes a partir da adicao de monomeros, como o acrilato de metila (MA). Geralmente, esses materiais sao utilizados em formas de mantas, fios ou nanofibras produzidos a partir de processos de fiacao e posteriormente carbonizados para gerar o material carbonaceo. Um dos processos de fiacao que tem sido amplamente estudado para a obtencao de nanofibras de carbono e o processo de eletrofiacao. Portanto, este trabalho apresenta os resultados obtidos do processo de carbonizacao de mantas eletrofiadas a partir de solucao de PAN homopolimero (PANH) e PAN-co-acrilato de metila 6 % (PA6MA) com dimetilformamida (DMF) com o intuito de obter material para uso em supercapacitores. Os polimeros utilizados foram analisados por DSC para a obtencao dos valores relacionados a faixa de ciclizacao, sendo possivel observar uma melhor estabilidade termica relacionada as amostras de PAN6MA com faixa de temperatura de 240-312 °C e temperatura maxima do pico exotermico de 292 °C. As mantas obtidas pelo processo de eletrofiacao foram oxidadas a 235°C por 5min e carbonizadas a 900 °C por 5 min. As mantas obtidas, antes e apos o processo de carbonizacao, foram analisadas por MEV apresentando fibras de superficie lisa, dispersas aleatoriamente e de dimensoes nanometricas, sendo os valores de diâmetro aproximado de 219 nm para as nanofibras de carbono de PANH (NfcPANH) e 185 nm para as nanofibras de carbono de PAN6MA (NfcPAN6MA). As mantas carbonizadas foram analisadas pela tecnica RAMAN e foi possivel a obtencao de dados referentes a estrutura carbonica presente nas amostras, onde os valores obtidos demonstraram que as amostras de NfcPAN6MA apresentaram menor valor de grau de cristalinidade medida a partir da relacao entre as bandas D e G conhecido como fator ID/IG, sendo o valor obtido igual a 1,06 para as NfcPNA6MA e 1,24 para as NfcPANH, isso demonstra uma maior presenca de estruturas grafiticas cristalinas quando comparadas as amostras produzidas a partir da PANH. Para obtencao das caracteristicas capacitivas foram realizados levantamento das curvas carga/ descarga por analise cronopotenciometrica, foi possivel observar as melhores caracteristicas relacionadas a capacitância especifica e estabilidade de ciclagem em baixas correntes aplicadas para as amostras de PAN6MA com valores de capacitância especifica de 270,9 F/g, densidade de energia de 30,0 Wh/kg e densidade de potencia de 153,5 W/kg. Os resultados obtidos demons
目前,人们对高功率密度、长寿命和低环境影响的材料有需求,这些材料主要用于生产超级电容器,被认为是电子系统的有前途的能源。由于其柔韧性、比表面积和良好的电化学稳定性,碳基材料在这一应用中最有前途。对于碳质材料的生产,主要使用的前驱体是聚丙烯腈(PAN)及其由单体添加而成的变化,如丙烯酸甲酯(MA)。通常,这些材料以毛毯、纱线或纳米纤维的形式使用,这些材料是由纺丝过程产生的,然后碳化生成碳质材料。一种纺丝工艺已被广泛研究用于获得碳纳米纤维和静电纺丝工艺。因此,本文介绍了以PAN均聚物(PANH)和6% PAN-co-丙烯酸甲酯(PA6MA)溶液与二甲基甲酰胺(DMF)电纺毛毯炭化工艺的结果,以获得用于超级电容器的材料。用差示扫描量热法(DSC)对聚合物进行了分析,得到了环化范围的相关值,在240-312°C和292°C放热峰值最高温度下,可以观察到与PAN6MA样品相关的更好的热稳定性。毯子eletrofiacao过程得到的氧化在235°C的五分钟和烧焦的五分钟。900°C网,获取过程之前和之后的carbonizacao、sem分析了纤维表面光滑,随机分散和价值观维度nanometricas,直径约为219纳米的碳纳米纤维PANH (NfcPANH)和185纳米的碳纳米纤维PAN6MA (NfcPAN6MA)。烧焦的毯子拉曼技术,分析了可能的申请数据结构carbonica在样品,这个值显示NfcPAN6MA样品提交最低程度的水晶的G D和乐队之间的关系称为ID /搞笑因素,得到的价值等于1,06为NfcPANH NfcPNA6MA和1,24,这表明,与PANH制备的样品相比,晶体图形结构的存在更大。电容的应用特点进行了调查分析cronopotenciometrica加载/卸载曲线的最好的可能的观察特性有关的电容有明确和稳定的循环使用在低电流应用于PAN6MA样品根据电容值指定270 F / g,每公斤30,0 Wh的能量密度和密度的153 W / kg。结果表明,海岸、h.m.s.、罗德里格斯V.F.;MATSUSHIMA, j.t.等,revista Materia, v.26, n.2, 2021材料显示了拟议应用的潜力。关键词:静电纺丝,碳化,超级电容器,PAN共聚物。
{"title":"Obtenção de nanofios de carbono a partir de copolímero de PAN eletrofiados para aplicação como supercapacitores","authors":"Hugo Moreira da Silva Costa, V. E. Rodrigues, J. T. Matsushima, M. R. Baldan, M. C. Rezende, Rita de Cássia Mendonça Sales","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1272","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1272","url":null,"abstract":"Atualmente, existe uma demanda na busca por materiais com alta densidade de potencia, longo ciclo de vida e baixo impacto ambiental que sao em sua maioria utilizados para a producao de supercapacitores, sendo esses considerados fontes promissoras de energia para sistemas eletronicos. Os tipos de materiais mais promissores para essa aplicacao sao os baseados em carbono, devido a sua flexibilidade, area superficial e boa estabilidade eletroquimica. Para a producao de materiais carbonosos, o principal precursor utilizado e a poliacrilonitrila (PAN) e suas variacoes a partir da adicao de monomeros, como o acrilato de metila (MA). Geralmente, esses materiais sao utilizados em formas de mantas, fios ou nanofibras produzidos a partir de processos de fiacao e posteriormente carbonizados para gerar o material carbonaceo. Um dos processos de fiacao que tem sido amplamente estudado para a obtencao de nanofibras de carbono e o processo de eletrofiacao. Portanto, este trabalho apresenta os resultados obtidos do processo de carbonizacao de mantas eletrofiadas a partir de solucao de PAN homopolimero (PANH) e PAN-co-acrilato de metila 6 % (PA6MA) com dimetilformamida (DMF) com o intuito de obter material para uso em supercapacitores. Os polimeros utilizados foram analisados por DSC para a obtencao dos valores relacionados a faixa de ciclizacao, sendo possivel observar uma melhor estabilidade termica relacionada as amostras de PAN6MA com faixa de temperatura de 240-312 °C e temperatura maxima do pico exotermico de 292 °C. As mantas obtidas pelo processo de eletrofiacao foram oxidadas a 235°C por 5min e carbonizadas a 900 °C por 5 min. As mantas obtidas, antes e apos o processo de carbonizacao, foram analisadas por MEV apresentando fibras de superficie lisa, dispersas aleatoriamente e de dimensoes nanometricas, sendo os valores de diâmetro aproximado de 219 nm para as nanofibras de carbono de PANH (NfcPANH) e 185 nm para as nanofibras de carbono de PAN6MA (NfcPAN6MA). As mantas carbonizadas foram analisadas pela tecnica RAMAN e foi possivel a obtencao de dados referentes a estrutura carbonica presente nas amostras, onde os valores obtidos demonstraram que as amostras de NfcPAN6MA apresentaram menor valor de grau de cristalinidade medida a partir da relacao entre as bandas D e G conhecido como fator ID/IG, sendo o valor obtido igual a 1,06 para as NfcPNA6MA e 1,24 para as NfcPANH, isso demonstra uma maior presenca de estruturas grafiticas cristalinas quando comparadas as amostras produzidas a partir da PANH. Para obtencao das caracteristicas capacitivas foram realizados levantamento das curvas carga/ descarga por analise cronopotenciometrica, foi possivel observar as melhores caracteristicas relacionadas a capacitância especifica e estabilidade de ciclagem em baixas correntes aplicadas para as amostras de PAN6MA com valores de capacitância especifica de 270,9 F/g, densidade de energia de 30,0 Wh/kg e densidade de potencia de 153,5 W/kg. Os resultados obtidos demons","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87984683","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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