Dissertação-PPGPM
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Navegando Dissertação-PPGPM por Autor "Campos, Tiago Moreira Bastos"
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Item Aplicação do grafeno na otimização da condutibilidade elétrica em barras condutoras de alumínio em barramentos blindados : busway(2024-02-27) Vieira, Lúcia; Ortega, Fernando dos Santos; Sueta, Hélio E.; Campos, Tiago Moreira Bastos; Morel, Renato Kogima Francesa; São José dos CamposConsiderando a crescente utilização de condutores elétricos ao redor do mundo e sua possibilidade de escassez, existe uma grande necessidade do mercado na área de condutores para produção de equipamentos de potência, energias renováveis, eletroeletrônicos, veículos elétricos, entre outros produtos, gerar constante necessidade de busca de novos materiais que possam substituir o cobre como principal material condutor utilizado pela indústria. Pesquisas intensivas estão em andamento em todo o mundo para desenvolver novos materiais condutores para aplicações na indústria de energia. Tais pesquisas visam aumentar a condutividade elétrica de materiais para condutores e cabos, aumentando assim a capacidade de transporte de corrente nos condutores de energia. Para tanto, este trabalho visa otimizar equipamentos já devidamente consagrados no mercado e potencializar suas condições de condutividade e dissipação térmica. Desta forma neste trabalho foi proposto a aplicação de grafeno em barramentos blindados de alumínio, buscando a criação de um revestimento alumínio-grafeno, que permita uma melhoria na condutividade do material e produção de barramentos blindados com um menor volume e uma capacidade de condução de corrente elétrica próxima ou superior ao dos barramentos de cobre. Foram realizadas medições de condutividade em barras condutoras de alumínio revestidas com grafite aplicado através de técnica de Laser Cladding, bem como a aplicação superficial de grafeno nas barras condutoras de alumínio em sua liga 6101 e posterior análise dos resultados das propriedades de condutividade elétricas e dissipação térmica para aplicação em sistemas de Barramentos Blindados obtidos após o processo de aplicação superficial de grafeno sob as barras de Alumínio.Item Deposição de filmes de carbono tipo diamante em liga aeronáutica 15-5PH(2024-10-31) Carvalho, Paulo Henrique Salles de; Ortega, Fernando dos Santos; Souza, Maria Aparecida M.; Campos, Tiago Moreira Bastos; Candido, Alessandro Maia; Vieira, Lúcia; São José dos CamposO estudo explorou a deposição de filmes Diamond-Like Carbon (DLC) sobre o substrato de aço inoxidável 15-5PH, visando intensificar a resistência à corrosão e diminuir o atrito, tornando- os uma promissora solução Environmental, Social and Governance (ESG) para diversas aplicações industriais que utilizam cromo hexavalente em seus processos de tratamentos superficiais. Os filmes foram produzidos por deposição química de vapor aprimorada por plasma (PECVD). A espectroscopia Raman foi utilizada para identificar as bandas D e G características do carbono amorfo, com alta relação ID/IG. Testes de corrosão acelerada em uma câmara de névoa salina revelaram que o aço 15-5PH revestido com DLC exibiu resistência à corrosão superior quando comparado ao aço 15-5PH descoberto. O filme de DLC não apresentou sinais relevantes de corrosão após exposição prolongada de 1008 horas. As análises dos espectros Raman indicam ainda que os filmes DLC possuem uma relação ID/IG de 0,61, indicando desordem estrutural significativa como um filme de DLC característico. As avaliações do filme apresentaram resultado com valores médio de 0,1 de coeficiente de atrito e dureza máxima de 23,46 GPa. Estes resultados sugerem que o filme DLC depositado em aço inoxidável 15-5PH pode ser uma solução promissora para aumentar a durabilidade e a integridade estrutural de peças e componentes aeronáuticos, com potencial para aplicações mecânicas e tribológicas mais amplas, melhorando o deslizamento e reduzindo o atrito entre peças metálicas, como engrenagens e componentes de trens de pouso de aeronaves.Item Estudo e otimização da produção de vidro bioativo 45S5 por fusão(2022-12-09) Oliveira, Ivone Regina de; Ortega, Fernando dos Santos; Carvalho, Paulo Henrique Salles de; Campos, Tiago Moreira Bastos; Cardenas, José Edgar Valdivia; Santos, Kennedy Wallace dos; São José dos CamposO tecido ósseo apresenta uma habilidade rara de regeneração e reparação. Contudo, em algumas situações, devido à extensão do defeito, devido a doenças ou traumas, o tecido ósseo não se regenera completamente, sendo necessário o uso de enxerto ósseo. Entre as biocerâmicas, os vidros bioativos (BG) apresentam potencial para osteocondução e osteoindução. Uma compreensão das suas propriedades e método de produção permite o desenvolvimento de melhores materiais para a regeneração do tecido ósseo. A luz disto, o presente trabalho teve como objetivo estudar e otimizar a produção do BG-45S5 pelo método de fusão, por intermédio da variação de diferentes parâmetros. Parâmetros estes que controlam esse processo, visando a otimização do processo de produção de um produto para uso em reparo e reconstrução óssea. Inicialmente foi estudado o processo de fusão variando diferentes parâmetros como, tipo de cadinho, ambiente de vertimento, precursor de fósforo e tempo de fusão, quanto às características e propriedades do BG obtido como estrutura cristalina, grupos químicos característicos, distribuição de tamanho de partículas, temperatura de transição vítrea e composição química. O BG selecionado foi posteriormente caracterizado quanto à bioatividade, comportamento em cultivo celular e ensaios preliminares in vivo e, por fim, foi estudada a forma de apresentação do produto desenvolvido. Os materiais vertidos em molde de grafite ou aço apresentaram tamanhos de partículas mais adequados para aplicação na forma de grânulos. O uso de cadinho de platina resultou em composição química mais próxima à composição nominal. O uso de fosfato de sódio resultou em maiores temperaturas de transição vítrea e cristalização apresentando vantagens quanto à estabilidade térmica se comparado ao pentóxido de fósforo. O material produzido com fosfato de sódio, 1 hora de fusão (FS1), também apresentou composição mais próxima à nominal e bioatividade comprovada pelo recobrimento superficial em SBF. Esse material também apresentou a maior quantia de nódulos de mineralização, obtendo diferença estatística em relação a hidroxiapatita, o que mostra sua capacidade de diferenciação celular das células mesenquimais em osteoblastos. O estudo microbiológico durante a fase de produção e embalagem do produto indicou a dose de validação de esterilização por radiação gama de 1,7 kGy seguido da irradiação com 15 kGy, para garantia de esterilidade com um nível de segurança de 10 elevado a menos 6.Item Produção de Nanocompósito de Fibra de PAN com Nanopartículas de Prata obtido por Eletrofiação para aplicação como Invólucro em Filtros HEPA(2023-12-13) Vieira, Lúcia; Ortega, Fernando dos Santo; Campos, Tiago Moreira Bastos; Contini, Rita de Cássia Mendonça Sales; Shimada, Yoshio Manoel Nunes; São José dos CamposO filtro HEPA, abreviação de "High Efficiency Particulate Air", é um componente amplamente utilizado atualmente. Ele consiste em uma matriz de microfibras sobrepostas, formando múltiplas camadas dispostas aleatoriamente, com diâmetros de fibra em torno de 0,5µm e espaçamento na ordem de micrômetros (50 a 100µm). A composição dos filtros HEPA pode variar, incluindo materiais como fibra de vidro ou polímeros, como o Nylon.Esses filtros são altamente eficazes na retenção de partículas de dezenas de micrometros, com uma dependência da permeabilidade do ar variando entre 100-350Pa. No entanto, algumas bactérias atmosféricas, como Staphylococcus aureus, possuem dimensões entre 0,5±1,5 µm de diâmetro, e E. coli, por exemplo, tem tamanho entre 1,1-6.0 µm, podendo potencialmente penetrar a porosidade desses filtros.Com o objetivo de mitigar esse problema e prolongar a vida útil dos filtros HEPA, este estudo investigou a viabilidade do uso de um invólucro feito de um nanocompósito de fibras de PAN impregnadas com nanopartículas de prata, produzido por eletrofiação. Esse invólucro apresenta-se como uma solução de baixo custo, substituível após cada uso, simplificando a manutenção dos filtros HEPA e estendendo seu ciclo de utilização. Além disso, o invólucro exibe propriedades bactericidas, oferecendo uma camada adicional de proteção ao usuário de aparelhos eletrodomésticos. O processo de eletrofiação empregado foi o eletrospinning, utilizando uma dispersão de Poliacrilonitrila (PAN) em Dimetilformamida (DMF), com e sem a adição de nanopartículas de prata. Após a eletrofiação, o não tecido de PAN (Nt-PAN) foi coletado e passou por um tratamento térmico em forno para estabilização das cargas eletrostáticas e melhoria nas propriedades de manipulação. As amostras de Nt-PAN, com e sem prata, foram submetidas a uma caracterização abrangente, incluindo análise morfológica via Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análise de composição química via espectroscopia por FTIR, Energia Dispersiva de Raios X (EDX), e avaliação de atividade bactericida e bacteriostática por meio do estudo de halos. Os resultados revelaram que as fibras com presença confirmada de prata nos Nt-PAN com aproximadamente 20% em massa. A análise da composição química indicou componentes característicos da Poliacrilonitrila e da Dimetilformamida. As amostras de Nt-PAN com prata demonstraram potencial promissor como invólucro de proteção para filtros HEPA, apresentando halos de raio de 4,22mm para E. coli e 6,50mm para S. aureus, em conformidade com a norma, apresentando um halo de ?3mm de raio.