Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1231
A. Deepi, G. Srikesh, A. S. Nesaraj
In this research work, fine powders of spinel-type LiMn2-xNixO4-δ (where x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) as cathode materials for lithium ion batteries were synthesized by combustion synthesis using urea as fuel and metal nitrates as oxidizers at a temperature of 600°C. The physiochemical properties of the prepared cathode materials were investigated by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size analysis, energy dispersive analysis (EDAX) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical characteristics were studied by impedance spectroscopy. It was found that the physical charactetertistics were moderately influenced because of different dopant (Ni) concentration. Among the samples studied, LiMn1.9Ni0.1O4-δ resulted in better electrical conductivity (6.49 x 10-5 Scm-1) at room temperature and hence it may be suitable for lithium ion battery applications. Keywords:Ni doped LiMn2O4, physical characterization, lithium ion battery application
本研究以尿素为燃料，金属硝酸盐为氧化剂，在600℃的温度下，采用燃烧合成的方法合成了尖晶石型LiMn2-xNixO4-δ (x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4和0.5)细粉末作为锂离子电池正极材料。采用x射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、粒度分析、能谱分析(EDAX)和扫描电镜(SEM)对制备的正极材料的理化性质进行了表征。用阻抗谱法研究了其电化学特性。结果表明，不同掺杂剂(Ni)浓度对其物理特性有一定影响。在所研究的样品中，LiMn1.9Ni0.1O4-δ在室温下具有更好的电导率(6.49 x 10-5 cm-1)，因此可能适合锂离子电池应用。关键词:Ni掺杂LiMn2O4，物理表征，锂离子电池应用
{"title":"Combustion synthesis and characterization of Ni-doped LiMn2O4 cathode nanoparticles for lithium ion battery applications","authors":"A. Deepi, G. Srikesh, A. S. Nesaraj","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1231","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1231","url":null,"abstract":"In this research work, fine powders of spinel-type LiMn2-xNixO4-δ (where x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) as cathode materials for lithium ion batteries were synthesized by combustion synthesis using urea as fuel and metal nitrates as oxidizers at a temperature of 600°C. The physiochemical properties of the prepared cathode materials were investigated by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size analysis, energy dispersive analysis (EDAX) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical characteristics were studied by impedance spectroscopy. It was found that the physical charactetertistics were moderately influenced because of different dopant (Ni) concentration. Among the samples studied, LiMn1.9Ni0.1O4-δ resulted in better electrical conductivity (6.49 x 10-5 Scm-1) at room temperature and hence it may be suitable for lithium ion battery applications. Keywords:Ni doped LiMn2O4, physical characterization, lithium ion battery application","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":"83655154","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1245
M. Veloso, Luciana Silva Villela, Laércio Mesquita Júnior, Mara Lúcia Agostini Valle, L. M. Mendes, José Benedito Guimarães Júnior
Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar compositos a base de gesso reforcados com particulas de residuo de cacau como forma de agregar valor a esse subproduto agricola e criar um material inovador. Para a producao dos compositos foram utilizados gesso fino para fundicao e particulas de residuo de cacau. As proporcoes de reforco inseridas foram de 0,0%; 2,5%; 5,0%; 7,5% e 10,0% em substituicao a massa de gesso. Para a producao dos compositos foram utilizadas formas de madeira com dimensoes de 40 x 40 x 160 mm. Foi realizada analise da composicao quimica do residuo de cacau para determinacao dos teores de extrativos totais, cinzas, lignina e holocelulose. Os compositos foram avaliados nos ensaios fisicos, mecânicos, termico e acustico. Constatou-se que, houve melhorias nas propriedades fisicas com o acrescimo de reforco tornando o material mais leve, visto a reducao da densidade (1190,69 a 1138,92 kg/m³), e proporcionando a diminuicao da higroscopicidade, com teores de umidade decrescendo de 7,74 a 4,01% e de absorcao de agua decrescendo de 18,37 para 5,28%. Da mesma forma, a resistencia termica aumentou gradativamente ao longo dos tratamentos com valores de 1,90 a 2,41 K.m/W e o isolamento acustico foi maior nos compositos em comparacao com o gesso puro, embora nao tenha havido linearidade entre os tratamentos. Ja para as propriedades mecânicas, houve diminuicao de resistencias tanto a flexao (3,60 a 0,84 MPa) quanto a compressao (4,43 a 1,73 MPa). Foi concluido que o residuo de cacau apresenta potencialidade para ser utilizado no composito tendo em vista que a inclusao de ate 8,15% do mesmo atendeu a normatizacao em todos os ensaios realizados. Isso fomenta a ideia de que os residuos lignocelulosicos sao alternativas promissoras para criacao de materiais de alto valor agregado. Palavras-chave: Residuo lignocelulosico, absorcao de agua, resistencia termica, materiais compositos.
这项工作的目的是生产和表征以石膏为基础的复合材料与可可废料颗粒增强，以增加这种农业副产品的价值，并创造一种创新材料。对于复合材料的生产，使用了细石膏铸造和可可渣颗粒。钢筋插入比例为0.0%;2 . 5%;5 0%;7.5%和10.0%替代石膏质量。对于复合材料的生产，使用了尺寸为40 x 40 x 160毫米的木材形式。对可可渣的化学成分进行了分析，测定了总萃取物、灰分、木质素和综纤维素的含量。对复合材料进行了物理、力学、热和声学测试。被发现,改进的物理属性和邻近的加强使得材料更轻,看到一个压缩的特性(1190年,69年到1138年,92公斤/ m³),并提供diminuicao的吸湿性,与湿度水平下降的01%和74 absorcao水的十八37 28%。同样，在处理过程中，热阻逐渐增加，值为1.90 ~ 2.41 K.m/W，与纯石膏相比，复合材料的隔音性能更高，但处理之间没有线性关系。在力学性能方面，弯曲强度(3.60 ~ 0.84 MPa)和压缩强度(4.43 ~ 1.73 MPa)均有所降低。结论是，可可残渣具有在复合材料中使用的潜力，因为在所有测试中，高达8.15%的可可残渣符合标准。这鼓励了这样一种观点，即木质纤维素废料是创造高附加值材料的有前途的替代品。关键词:木质纤维素废弃物，吸水率，耐热性，复合材料。
{"title":"Produção e caracterização de compósitos à base de gesso reforçado com partículas de resíduo da agroindústria do cacau","authors":"M. Veloso, Luciana Silva Villela, Laércio Mesquita Júnior, Mara Lúcia Agostini Valle, L. M. Mendes, José Benedito Guimarães Júnior","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1245","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1245","url":null,"abstract":"Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar compositos a base de gesso reforcados com particulas de residuo de cacau como forma de agregar valor a esse subproduto agricola e criar um material inovador. Para a producao dos compositos foram utilizados gesso fino para fundicao e particulas de residuo de cacau. As proporcoes de reforco inseridas foram de 0,0%; 2,5%; 5,0%; 7,5% e 10,0% em substituicao a massa de gesso. Para a producao dos compositos foram utilizadas formas de madeira com dimensoes de 40 x 40 x 160 mm. Foi realizada analise da composicao quimica do residuo de cacau para determinacao dos teores de extrativos totais, cinzas, lignina e holocelulose. Os compositos foram avaliados nos ensaios fisicos, mecânicos, termico e acustico. Constatou-se que, houve melhorias nas propriedades fisicas com o acrescimo de reforco tornando o material mais leve, visto a reducao da densidade (1190,69 a 1138,92 kg/m³), e proporcionando a diminuicao da higroscopicidade, com teores de umidade decrescendo de 7,74 a 4,01% e de absorcao de agua decrescendo de 18,37 para 5,28%. Da mesma forma, a resistencia termica aumentou gradativamente ao longo dos tratamentos com valores de 1,90 a 2,41 K.m/W e o isolamento acustico foi maior nos compositos em comparacao com o gesso puro, embora nao tenha havido linearidade entre os tratamentos. Ja para as propriedades mecânicas, houve diminuicao de resistencias tanto a flexao (3,60 a 0,84 MPa) quanto a compressao (4,43 a 1,73 MPa). Foi concluido que o residuo de cacau apresenta potencialidade para ser utilizado no composito tendo em vista que a inclusao de ate 8,15% do mesmo atendeu a normatizacao em todos os ensaios realizados. Isso fomenta a ideia de que os residuos lignocelulosicos sao alternativas promissoras para criacao de materiais de alto valor agregado. Palavras-chave: Residuo lignocelulosico, absorcao de agua, resistencia termica, materiais compositos.","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":"86515498","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1250
Barbara Lois Mathias de Souza, Roberto Zenhei Nakazato, A. Claro, A. Escada
As estrategias atuais no design de biomateriais incluem a alteracao das propriedades da superficie do biomaterial para direcionar sistematicamente o comportamento celular. O titânio e o material mais prevalente para uso em implantes devido as suas propriedades mecânicas. Modificacoes na superficie de titânio podem otimizar a osseointegracao de um implante modulando a resposta imunossupressora, acelerando o processo de cicatrizacao e reduzindo o tempo de tratamento. O crescimento de nanotubos de TiO2 atraves da anodizacao pode alterar as propriedades da superficie do titânio comercialmente puro, permitindo uma melhor resposta quando inserido no corpo humano. Objetivo do presente trabalho foi o crescimento de nanotubos de TiO2 na superficie de discos de titânio comercialmente puro e a reducao do tempo de anodizacao, com agitacao durante a oxidacao anodica, tensao de 30V e eletrolito composto por 90-10% (v/v) de etilenoglicol-H2O e 1% NH4F (m/m). Para determinar a melhor intensidade de agitacao foi estabelecido um tempo de 20 minutos. A classificacao da intensidade da agitacao foi feita pelo metodo de observacao, classificada como fraca, moderada e vigorosa. Para determinar o melhor tempo de oxidacao anodica, foi estabelecida intensidade de agitacao moderada. O tempo de anodizacao deve permitir que a estrutura se reorganize e aumente o grau de autoorganizacao, assim, foram estabelecidos tempos de 20, 30 e 40 minutos. Em seguida, as amostras foram submetidas a calcinacao em forno mufla EDG com taxa de aquecimento de 5oC/minuto, mantida por 1 hora a 450oC. A morfologia da superficie foi analisada por microscopia eletronica de varredura (MEV), ângulo de contato e difracao de raios X (DRX). Palavras-chave: Agitacao. Anodizacao. Biomateriais. Titânio.
目前生物材料设计的策略包括改变生物材料的表面特性，以系统地指导细胞行为。由于钛的力学性能，它是种植体中最普遍的材料。钛表面修饰可以通过调节免疫抑制反应、加速愈合过程和缩短治疗时间来优化种植体的骨结合。通过阳极氧化生长的二氧化钛纳米管可以改变商业纯钛的表面性能，使其在插入人体时具有更好的响应。本研究的目的是在商业纯钛圆盘表面生长二氧化钛纳米管，并通过阳极氧化搅拌、30V张力和由90-10% (v/v)乙二醇-H2O和1% NH4F (w / w)组成的电解质来减少阳极氧化时间。为了确定最佳的搅拌强度，设定了20分钟的时间。采用观察法对震动强度进行分类，分为弱、中、强三种。为了确定最佳的阳极氧化时间，建立了中等搅拌强度。阳极氧化时间应允许结构重组和增加自组织程度，因此，建立了20、30和40分钟的时间。然后，样品在马弗EDG炉中以5℃/min的加热速率煅烧，在450℃下保持1小时。采用扫描电子显微镜(sem)、接触角和X射线衍射(xrd)分析了表面形貌。关键词:混乱。Anodizacao。生物材料。钛。
{"title":"Influência da agitação no crescimento de nanotubos de TiO2 na superfície de discos de titânio comercialmente puro.","authors":"Barbara Lois Mathias de Souza, Roberto Zenhei Nakazato, A. Claro, A. Escada","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1250","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1250","url":null,"abstract":"As estrategias atuais no design de biomateriais incluem a alteracao das propriedades da superficie do biomaterial para direcionar sistematicamente o comportamento celular. O titânio e o material mais prevalente para uso em implantes devido as suas propriedades mecânicas. Modificacoes na superficie de titânio podem otimizar a osseointegracao de um implante modulando a resposta imunossupressora, acelerando o processo de cicatrizacao e reduzindo o tempo de tratamento. O crescimento de nanotubos de TiO2 atraves da anodizacao pode alterar as propriedades da superficie do titânio comercialmente puro, permitindo uma melhor resposta quando inserido no corpo humano. Objetivo do presente trabalho foi o crescimento de nanotubos de TiO2 na superficie de discos de titânio comercialmente puro e a reducao do tempo de anodizacao, com agitacao durante a oxidacao anodica, tensao de 30V e eletrolito composto por 90-10% (v/v) de etilenoglicol-H2O e 1% NH4F (m/m). Para determinar a melhor intensidade de agitacao foi estabelecido um tempo de 20 minutos. A classificacao da intensidade da agitacao foi feita pelo metodo de observacao, classificada como fraca, moderada e vigorosa. Para determinar o melhor tempo de oxidacao anodica, foi estabelecida intensidade de agitacao moderada. O tempo de anodizacao deve permitir que a estrutura se reorganize e aumente o grau de autoorganizacao, assim, foram estabelecidos tempos de 20, 30 e 40 minutos. Em seguida, as amostras foram submetidas a calcinacao em forno mufla EDG com taxa de aquecimento de 5oC/minuto, mantida por 1 hora a 450oC. A morfologia da superficie foi analisada por microscopia eletronica de varredura (MEV), ângulo de contato e difracao de raios X (DRX). Palavras-chave: Agitacao. Anodizacao. Biomateriais. Titânio.","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":"87948970","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1256
Manuel Alejandro Rojas Manzano, Eugênia Fonseca da Silva, Anne Neiry de Mendonça Lopes, Romildo Dias Tolêdo Filho
Os polimeros superabsorventes (PSA) sao materiais polimericos de origem sintetico, cujas cadeias reticuladas formam uma rede tridimensional. A sua principal caracteristica e a capacidade de absorver uma grande quantidade de liquido do ambiente e de rete-lo dentro da sua estrutura, sem dissolucao. Os PSAs podem ser utilizados numa grande variedade de aplicacoes, entre os muitos usos: produtos de higiene pessoal, revestimento de cabos eletricos, neve artificial. Este tipo de polimero tambem pode ser usado como agente de cura interna para prevenir a fissuracao, por retracao autogena, em concretos de alta resistencia (CARs). A propriedade mais importante dos PSA em materiais cimenticios e sua capacidade de absorcao de agua. Esta propriedade depende do tipo de polimero, do tamanho e forma das particulas, da carga ionica do fluido e de outras influencias externas (temperatura, pressao). Com o intuito de entender esta propriedade e sua influencia na mitigacao da autodessecacao no concreto, e apresentada uma revisao do estado da arte sobre o PSA e sua cinetica de migracao da agua em materiais cimenticios. Alem disso, foi desenvolvido um modelo esquematico do mecanismo de atuacao do PSA como agente de cura interna ao longo do tempo, de modo a dar subsidios ao meio tecnico-cientifico, para o melhor conhecimento desse material e, assim, poder usa-lo com mais seguranca onde sua aplicacao for adequada. Palavras-chave: Polimeros Superabsorventes, Retracao Autogena, Concreto de Alta Resistencia (CAR), Concreto de Alto Desempenho (CAD), Absorcao.
{"title":"Mecanismo de atuação dos Polímeros Superabsorventes como agentes de cura interna para mitigar a retração autógena em Concretos de Alta Resistência (CAR) – Estado da Arte","authors":"Manuel Alejandro Rojas Manzano, Eugênia Fonseca da Silva, Anne Neiry de Mendonça Lopes, Romildo Dias Tolêdo Filho","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1256","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1256","url":null,"abstract":"Os polimeros superabsorventes (PSA) sao materiais polimericos de origem sintetico, cujas cadeias reticuladas formam uma rede tridimensional. A sua principal caracteristica e a capacidade de absorver uma grande quantidade de liquido do ambiente e de rete-lo dentro da sua estrutura, sem dissolucao. Os PSAs podem ser utilizados numa grande variedade de aplicacoes, entre os muitos usos: produtos de higiene pessoal, revestimento de cabos eletricos, neve artificial. Este tipo de polimero tambem pode ser usado como agente de cura interna para prevenir a fissuracao, por retracao autogena, em concretos de alta resistencia (CARs). A propriedade mais importante dos PSA em materiais cimenticios e sua capacidade de absorcao de agua. Esta propriedade depende do tipo de polimero, do tamanho e forma das particulas, da carga ionica do fluido e de outras influencias externas (temperatura, pressao). Com o intuito de entender esta propriedade e sua influencia na mitigacao da autodessecacao no concreto, e apresentada uma revisao do estado da arte sobre o PSA e sua cinetica de migracao da agua em materiais cimenticios. Alem disso, foi desenvolvido um modelo esquematico do mecanismo de atuacao do PSA como agente de cura interna ao longo do tempo, de modo a dar subsidios ao meio tecnico-cientifico, para o melhor conhecimento desse material e, assim, poder usa-lo com mais seguranca onde sua aplicacao for adequada. Palavras-chave: Polimeros Superabsorventes, Retracao Autogena, Concreto de Alta Resistencia (CAR), Concreto de Alto Desempenho (CAD), Absorcao.","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":"73199762","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1285
Marcelo Gautério Fonseca, Jorge Luis Braz Medeiros, Leandro Macedo Cozza, S. Cava
O avanco tecnologico sugere o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias que possam proporcionar produtos competitivos economicamente e com as propriedades mecânicas desejadas. Durante o processo de cementacao e posterior tempera o material sofre uma transformacao, passando de uma estrutura austenitica para martensitica. Essa transformacao geralmente nao e completa devido a estabilizacao do carbono e outros elementos de liga, restando uma fase residual de austenita. Este componente degrada as propriedades mecânicas do aco, provocando alteracoes dimensionais e diminuicao em sua resistencia mecânica. Para limitar a presenca da austenita retida, alem de processos de conformacao mecânica, o revenimento e um dos tratamentos termicos mais empregados. Estes metodos exigem equipamentos de elevado custo, procedimentos complexos e elevadas incertezas nos resultados. Neste contexto surge como alternativa o processo de tratamento superficial atraves de shot peening a fim de melhorar as propriedades mecânicas na superficie dos metais. Diante do exposto este trabalho tem como objetivo desenvolver uma tecnica confiavel para reducao do percentual de austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Para tal foi realizada a cementacao de uma amostra de aco para aplicacao dos processos de shot peening dinâmico e estatico e posterior analise microestrutural e de microdureza. Os resultados indicaram que a aplicacao dos processos mecânicos de shot peening se apresentou com uma tecnica confiavel para transformacao da austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Dentre estes processos o de shot peening estatico foi o que apresentou melhor rendimento com valores de percentual de austenita retida de 6,04% e microdureza de 92 HV. Os resultados sao coerentes com os encontrados na literatura e contribuem para que esta tecnica possa ser utilizada no intuito de proporcionar um material com menor indice de falha. Palavras-chave: Aco DIN 20MnCr5. Carbonitretacao. Jateamento de microesferas.
技术进步建议开发新材料和新技术，以提供具有经济竞争力的产品和所需的机械性能。在渗碳和回火过程中，材料经历了由奥氏体组织转变为马氏体组织的转变。由于碳和其他合金元素的稳定，这种转变通常不完全，留下残余的奥氏体相。这种成分降低了钢的力学性能，导致尺寸变化和机械强度降低。为了限制残余奥氏体的存在，除了机械成形工艺外，回火是最常用的热处理之一。这些方法需要昂贵的设备、复杂的程序和结果的高不确定性。在这种情况下，通过喷丸处理来改善金属表面的力学性能是一种替代方法。因此，本研究旨在开发一种可靠的技术来降低奥氏体在马氏体中的保留百分比，提高渗碳组分的性能。为此，对aco样品进行了渗碳，应用了动态和静态喷丸工艺，并进行了显微组织和显微硬度分析。结果表明，喷丸处理是一种可靠的将奥氏体转化为马氏体的机械工艺，提高了渗碳部件的性能。在这些工艺中，静态喷丸处理的性能最好，奥氏体保留率为6.04%，显微硬度为92 HV。结果与文献中发现的一致，并有助于该技术可用于提供较低故障率的材料。关键词:Aco DIN 20MnCr5。Carbonitretacao。微球爆破。
{"title":"Redução do percentual de austenita retida pelo processo de shot peening","authors":"Marcelo Gautério Fonseca, Jorge Luis Braz Medeiros, Leandro Macedo Cozza, S. Cava","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1285","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1285","url":null,"abstract":"O avanco tecnologico sugere o desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias que possam proporcionar produtos competitivos economicamente e com as propriedades mecânicas desejadas. Durante o processo de cementacao e posterior tempera o material sofre uma transformacao, passando de uma estrutura austenitica para martensitica. Essa transformacao geralmente nao e completa devido a estabilizacao do carbono e outros elementos de liga, restando uma fase residual de austenita. Este componente degrada as propriedades mecânicas do aco, provocando alteracoes dimensionais e diminuicao em sua resistencia mecânica. Para limitar a presenca da austenita retida, alem de processos de conformacao mecânica, o revenimento e um dos tratamentos termicos mais empregados. Estes metodos exigem equipamentos de elevado custo, procedimentos complexos e elevadas incertezas nos resultados. Neste contexto surge como alternativa o processo de tratamento superficial atraves de shot peening a fim de melhorar as propriedades mecânicas na superficie dos metais. Diante do exposto este trabalho tem como objetivo desenvolver uma tecnica confiavel para reducao do percentual de austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Para tal foi realizada a cementacao de uma amostra de aco para aplicacao dos processos de shot peening dinâmico e estatico e posterior analise microestrutural e de microdureza. Os resultados indicaram que a aplicacao dos processos mecânicos de shot peening se apresentou com uma tecnica confiavel para transformacao da austenita retida em martensita, melhorando o desempenho de componentes cementados. Dentre estes processos o de shot peening estatico foi o que apresentou melhor rendimento com valores de percentual de austenita retida de 6,04% e microdureza de 92 HV. Os resultados sao coerentes com os encontrados na literatura e contribuem para que esta tecnica possa ser utilizada no intuito de proporcionar um material com menor indice de falha. Palavras-chave: Aco DIN 20MnCr5. Carbonitretacao. Jateamento de microesferas.","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":"77470082","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1237
Cinthia Sany França Xavier, Fellipe Farias Crispiniano, Ketyla Karla Rodrigues do Nascimento, Marcello Maia de Almeida, F. F. Vieira
Um dos grandes problemas ambientais esta relacionado ao descarte inadequado dos efluentes gerados pelas industrias texteis, uma vez que seus contaminantes causam alteracoes nas condicoes naturais do meio onde sao descartados. Nesse contexto, os processos de adsorcao surgem como uma tecnica de tratamento eficaz no que diz respeito ao custo, flexibilidade e facilidade de operacao. Nesta pesquisa avaliou-se a secagem do bagaco da cana-de-acucar nas temperaturas de 60 e 80 oC bem como seu potencial como adsorvente natural do corante textil sintetico. Entre os modelos utilizados para descrever a cinetica de secagem, o modelo de Page foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, de acordo com o coeficiente de correlacao (R2) e teste F, onde verificou-se que o modelo e estatisticamente significativo e preditivo, ja no planejamento fatorial analisou-se a influencia da concentracao do corante, do tempo de contato e temperatura de secagem do adsorvente nas variaveis respostas quantidade de corante adsorvida (qt) e remocao da concentracao do corante (%red) onde todas as variaveis foram estatisticamente significativas ao intervalo de confianca de 95% obtendo-se um valor maximo para a quantidade de corante adsorvido de 8,34 mg.g-1 e uma porcentagem de reducao de corante de ate 83,4%. Portando, conclui-se que o bagaco de cana de acucar e uma alternativa ao carvao ativado usando comumente nos processos de adsorcao. Palavras-chave: Bioadsorvente, adsorcao, planejamento experimental
{"title":"Secagem e avaliação do bagaço de cana de açúcar como adsorvente de corantes têxteis presentes em soluções aquosas","authors":"Cinthia Sany França Xavier, Fellipe Farias Crispiniano, Ketyla Karla Rodrigues do Nascimento, Marcello Maia de Almeida, F. F. Vieira","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1237","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1237","url":null,"abstract":"Um dos grandes problemas ambientais esta relacionado ao descarte inadequado dos efluentes gerados pelas industrias texteis, uma vez que seus contaminantes causam alteracoes nas condicoes naturais do meio onde sao descartados. Nesse contexto, os processos de adsorcao surgem como uma tecnica de tratamento eficaz no que diz respeito ao custo, flexibilidade e facilidade de operacao. Nesta pesquisa avaliou-se a secagem do bagaco da cana-de-acucar nas temperaturas de 60 e 80 oC bem como seu potencial como adsorvente natural do corante textil sintetico. Entre os modelos utilizados para descrever a cinetica de secagem, o modelo de Page foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, de acordo com o coeficiente de correlacao (R2) e teste F, onde verificou-se que o modelo e estatisticamente significativo e preditivo, ja no planejamento fatorial analisou-se a influencia da concentracao do corante, do tempo de contato e temperatura de secagem do adsorvente nas variaveis respostas quantidade de corante adsorvida (qt) e remocao da concentracao do corante (%red) onde todas as variaveis foram estatisticamente significativas ao intervalo de confianca de 95% obtendo-se um valor maximo para a quantidade de corante adsorvido de 8,34 mg.g-1 e uma porcentagem de reducao de corante de ate 83,4%. Portando, conclui-se que o bagaco de cana de acucar e uma alternativa ao carvao ativado usando comumente nos processos de adsorcao. Palavras-chave: Bioadsorvente, adsorcao, planejamento experimental","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":"81193812","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1219
Carla Fátima Albuquerque, L. Meili, J. Soletti, L. M. Oliveira, Jaly Márcio Espíndola Filho, A. F. Lacerda, R. Lourenço
The objective of this work was to evaluate and compare the potential of polyurethane and kapok (Chorisia speciosa) residues as sorbent materials in the treatment of diesel spillage. To determine the sorption capacity, gravimetric tests were performed in static medium at room temperature and at different temperatures (10, 15 and 28 °C) and varying the time of contact between the sorbent material and diesel. It was observed that the sorption process occurs at a high velocity, with saturation point achieved in the first 5 minutes of contact, and the natural fiber presents higher sorption capacity compared to the polyurethane residue due to the low viscosity of diesel oil, that contributes to reduce de entrapment inside the porous foam. It has also been observed that the polyurethane residue exhibits an increase in sorption capacity with time and temperature increase. Scanning electron microscopy (SEM) analysis have shown that the main morphological property involved in smooth oil sorption was the high porosity associated with a small porous diameter. The kapok presented sorption capacity of 37 g/g in equilibrium demonstrating its great potential of application as a sorbent material for the treatment of diesel spillage. Keywords: Removal; Diesel; Natural Fiber; Polymer; Sorption.
{"title":"Comparative study of diesel sorption performance between Chorisia speciosa fibers and a commercial polyurethane foam","authors":"Carla Fátima Albuquerque, L. Meili, J. Soletti, L. M. Oliveira, Jaly Márcio Espíndola Filho, A. F. Lacerda, R. Lourenço","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1219","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1219","url":null,"abstract":"The objective of this work was to evaluate and compare the potential of polyurethane and kapok (Chorisia speciosa) residues as sorbent materials in the treatment of diesel spillage. To determine the sorption capacity, gravimetric tests were performed in static medium at room temperature and at different temperatures (10, 15 and 28 °C) and varying the time of contact between the sorbent material and diesel. It was observed that the sorption process occurs at a high velocity, with saturation point achieved in the first 5 minutes of contact, and the natural fiber presents higher sorption capacity compared to the polyurethane residue due to the low viscosity of diesel oil, that contributes to reduce de entrapment inside the porous foam. It has also been observed that the polyurethane residue exhibits an increase in sorption capacity with time and temperature increase. Scanning electron microscopy (SEM) analysis have shown that the main morphological property involved in smooth oil sorption was the high porosity associated with a small porous diameter. The kapok presented sorption capacity of 37 g/g in equilibrium demonstrating its great potential of application as a sorbent material for the treatment of diesel spillage. Keywords: Removal; Diesel; Natural Fiber; Polymer; Sorption.","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":"82186072","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1225
P. D. Matos, R. Sakata, Maiara Foiato, W. L. Repette, P. Gleize
This work evaluated the efficiency and workability manteinance of a polyfunctional (lignosulfonate-based) and a superplasticizer (polycarboxylate-based) admixture in high-performance pastes (water/cement ratios of 0.30, 0.33 and 0.36) produced with two types of Portland cement (one pozzolanic and one high early strength). The workability of the pastes was evaluated by the mini slump test immediately after mixing, and after 20 and 40 minutes. Furthermore, the mechanical strength of pastes with fixed w/c ratio (0.36) and mini slump (130 mm), produced with the different combinations of cements and admixtures, was evaluated. The results showed that the CP IV+lignosulfonate and CP V-ARI+polycarboxylate mixes presented the best workability maintenance over time. The pastes produced with CP V-ARI presented 28-day strengths about 22% higher than those produced with CP IV, for both admixtures. In turn, the lignosulfonate-containing pastes showed strengths about 10% higher than those produced with the polycarboxylate-based admixture. Overall, it was possible to obtain the same workability for high-performance Portland cement pastes produced with both admixtures and cements; however, the workability mantainance and mechanical strength highly depends on the combination of cement and admixture used. Keywords: Cement paste; Workability maintenance; Polyfunctional; Superplasticizers; Mini slump.
{"title":"Workability maintenance of water-reducing admixtures in high-performance pastes produced with different types of Portland cement","authors":"P. D. Matos, R. Sakata, Maiara Foiato, W. L. Repette, P. Gleize","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1225","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1225","url":null,"abstract":"This work evaluated the efficiency and workability manteinance of a polyfunctional (lignosulfonate-based) and a superplasticizer (polycarboxylate-based) admixture in high-performance pastes (water/cement ratios of 0.30, 0.33 and 0.36) produced with two types of Portland cement (one pozzolanic and one high early strength). The workability of the pastes was evaluated by the mini slump test immediately after mixing, and after 20 and 40 minutes. Furthermore, the mechanical strength of pastes with fixed w/c ratio (0.36) and mini slump (130 mm), produced with the different combinations of cements and admixtures, was evaluated. The results showed that the CP IV+lignosulfonate and CP V-ARI+polycarboxylate mixes presented the best workability maintenance over time. The pastes produced with CP V-ARI presented 28-day strengths about 22% higher than those produced with CP IV, for both admixtures. In turn, the lignosulfonate-containing pastes showed strengths about 10% higher than those produced with the polycarboxylate-based admixture. Overall, it was possible to obtain the same workability for high-performance Portland cement pastes produced with both admixtures and cements; however, the workability mantainance and mechanical strength highly depends on the combination of cement and admixture used. Keywords: Cement paste; Workability maintenance; Polyfunctional; Superplasticizers; Mini slump.","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":"90338321","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1279
Antunes França Eduardo, Marcilene Vieira de Nóbrega, R. L. Ferreira
The rendering mortars must be able to absorb small deformations, in order to guarantee the stability of the masonry (performance and durability). When this premise is not met, there is a greater propensity for the appearance of cracks, one of the main and worrying pathological manifestations in mortar coverings. One of the alternatives to combat this pathological manifestation is the addition of natural/artificial fibers in order to improve the mechanical properties (mainly the traction strength) and, consequently, the deformation capacity of the mortar. In this perspective, this work analyzed the behavior in the fresh and hardened state of mortars with the addition of fibers obtained from the straw of the carnauba (Copernicia prunifera), an abundant tree in the region of the Acu valley/RN (Brazil). For this purpose, mortars were produced in a 1:3 mass ratio (binder:aggregate) with the addition of 3% and 5% fiber from the carnauba straw (CSF) in relation to the cement mass and with the water/cement ratio (w/c) fixed at 0.72 for all mixtures. The effects of using fibers with different lengths (20, 40 and 60 mm) were also investigated. The properties of mortars were evaluated in a fresh (consistency) and hardened (compression and flexural strengths) state. The results indicated that the addition of CSF results in mortar with less consistency and mechanical strength. However, in general, the best performance was obtained for additions of up to 3% and for longer fiber lengths (20 mm). Keywords: Vegetable fibers. Carnauba. Mortar with fibers.
{"title":"Evaluation of the behavior of mortars produced with fibers from the straw of carnauba: effects of the content of addition and length used","authors":"Antunes França Eduardo, Marcilene Vieira de Nóbrega, R. L. Ferreira","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1279","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1279","url":null,"abstract":"The rendering mortars must be able to absorb small deformations, in order to guarantee the stability of the masonry (performance and durability). When this premise is not met, there is a greater propensity for the appearance of cracks, one of the main and worrying pathological manifestations in mortar coverings. One of the alternatives to combat this pathological manifestation is the addition of natural/artificial fibers in order to improve the mechanical properties (mainly the traction strength) and, consequently, the deformation capacity of the mortar. In this perspective, this work analyzed the behavior in the fresh and hardened state of mortars with the addition of fibers obtained from the straw of the carnauba (Copernicia prunifera), an abundant tree in the region of the Acu valley/RN (Brazil). For this purpose, mortars were produced in a 1:3 mass ratio (binder:aggregate) with the addition of 3% and 5% fiber from the carnauba straw (CSF) in relation to the cement mass and with the water/cement ratio (w/c) fixed at 0.72 for all mixtures. The effects of using fibers with different lengths (20, 40 and 60 mm) were also investigated. The properties of mortars were evaluated in a fresh (consistency) and hardened (compression and flexural strengths) state. The results indicated that the addition of CSF results in mortar with less consistency and mechanical strength. However, in general, the best performance was obtained for additions of up to 3% and for longer fiber lengths (20 mm). Keywords: Vegetable fibers. Carnauba. Mortar with fibers.","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":"89606209","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}
Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210002.1282
Moisés do Amaral Amâncio, E. Raphael, Y. Romaguera-Barcelay, M. O. Silva-Moraes, Camila Macena Ruzo, R. Passos, W. Brito
Neste trabalho sao aplicados corantes extraidos de plantas da Floresta Amazonica como sensibilizadores em celulas solares sensibilizadas por corantes. As plantas selecionadas foram Euterpe oleracea, Arrabidaea chica, Bixa orellana, Genipa americana e Myrcia sylvatica e os corantes foram coletados de frutos, folhas, sementes, polpa e sementes e do caule, respectivamente. Os estudos de caracterizacao atraves da espectroscopia UV-vis possibilitaram conhecer os espectros de absorcao para cada corante e a tecnica de difracao de raios X permitiu a caracterizacao estrutural da camada semicondutora nanoestruturada. As celulas solares foram caracterizadas quanto a seus parâmetros de eficiencia (Voc, Jsc, FF e ƞ (%)), obtidas das curvas de corrente vs potencial. Tais parâmetros se mostraram modestos, apresentando valores de Voc sobre os 0,334 volts e Jsc de 0,452 mA/cm2 para celula fotossensibilizada com o corante extraido da Genipa americana. Dessa forma foi possivel verificar o potencial fotoeletroquimico dos corantes extraidos de plantas da Floresta Amazonica. Palavras-chave: corante vegetal; DSSC; celula de Gratzel; celula solar; Floresta Amazonica
{"title":"Natural dyes from amazon forest: potential application in dye-sensitized solar cells","authors":"Moisés do Amaral Amâncio, E. Raphael, Y. Romaguera-Barcelay, M. O. Silva-Moraes, Camila Macena Ruzo, R. Passos, W. Brito","doi":"10.1590/S1517-707620210002.1282","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210002.1282","url":null,"abstract":"Neste trabalho sao aplicados corantes extraidos de plantas da Floresta Amazonica como sensibilizadores em celulas solares sensibilizadas por corantes. As plantas selecionadas foram Euterpe oleracea, Arrabidaea chica, Bixa orellana, Genipa americana e Myrcia sylvatica e os corantes foram coletados de frutos, folhas, sementes, polpa e sementes e do caule, respectivamente. Os estudos de caracterizacao atraves da espectroscopia UV-vis possibilitaram conhecer os espectros de absorcao para cada corante e a tecnica de difracao de raios X permitiu a caracterizacao estrutural da camada semicondutora nanoestruturada. As celulas solares foram caracterizadas quanto a seus parâmetros de eficiencia (Voc, Jsc, FF e ƞ (%)), obtidas das curvas de corrente vs potencial. Tais parâmetros se mostraram modestos, apresentando valores de Voc sobre os 0,334 volts e Jsc de 0,452 mA/cm2 para celula fotossensibilizada com o corante extraido da Genipa americana. Dessa forma foi possivel verificar o potencial fotoeletroquimico dos corantes extraidos de plantas da Floresta Amazonica. Palavras-chave: corante vegetal; DSSC; celula de Gratzel; celula solar; Floresta Amazonica","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":"89330206","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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