Direct coagulation casting and sintering of 8YSZ and Ni/8YSZ

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016.Compósitos porosos de Ni/YSZ e cerâmicas óxidas avançadas de 8YSZ são aplicados nas mais diversas áreas, em especial em anodos e eletrólitos de células a combustível de óxido sólido (SOFC), respectivamente. A obtenção destes materiais na forma nanoestruturada tem sido investigada para a geração de propriedades superiores. Neste trabalho, foi possível obter suspensões concentradas de nano-8YSZ (72 wt%), dispersas e estáveis, e conformá-las por Colagem Direta por Coagulação (Direct Coagulation Casting, DCC). O uso de nano-MgO como agente coagulante do processo gerou uma atenuação na taxa de coagulação com o tempo de gelificação se comparado a pós micrométricos e uma baixa e apropriada viscosidade inicial após coagulação (~60 mPa·s). A futura inserção desta técnica em escala industrial pela simplicidade, rapidez e dispensa do uso de moldes porosos e descartáveis foi abordada. Já a queima rápida (Fast Firing, FF), realizada com o intuito de reduzir o crescimento dos grãos durante a sinterização, assim como a energia consumida nesta etapa, gerou estruturas relativamente densas (~ 97% TD a 1400 °C por 1 min vs. ~96% por sinterização convencional (Conventional Sintering, CS) a 1350 °C por 5 h. Grãos nanocristalinos (~100 nm) foram obtidos por FF a 1300 ºC por apenas 1 min em comparação com ~800 nm para CS. O anodo ~49% poroso de Ni/8YSZ foi fabricado por DCC de géis físicos usando grafite e PVA com melhores resultados usando o processo de moagem em vez de mistura por sonda de ultrassom da suspensão do compósito. Amostras obtidas por DCC apresentaram fases dispersas uniformemente com microestrutura homogênea e porosidade interconectada.Abstract : Porous Ni/YSZ composites and advanced 8YSZ oxide ceramics are applied in several areas, particularly as anode and electrolyte of solid oxide fuel cells (SOFC), respectively. Obtaining these materials in nanostructured form has been investigated achieving superior properties. In this work, it was possible to obtain concentrated suspensions of nano-8YSZ (72 wt%), dispersed and stable, and shape them by Direct Coagulation Casting (DCC). The use of nano-MgO as a coagulating agent in the process decreased the coagulation rate with the gelling time compared to micrometric powders and a low and suitable initial viscosity after coagulation (~ 60 mPa·s) was obtained. The future insertion of this technique in industrial scale for simplicity, celerity and no need to use disposable porous mold was addressed. Moreover, fast firing (FF) was carried out to reduce the grain growth during sintering, as well as to decrease the energy consumption in this stage. This approach generated relatively dense structures (~ 97% TD) after FF at 1400 ° C for 1 min vs. ~ 96% by Conventional Sintering (CS) at 1350 ° C for 5 h. Nanograins (~100 nm) were obtained for FF at 1300 ºC during only 1 min in comparison to ~ 800 nm for CS at 1350 °C during 5 h. The NiO-8YSZ anode (~49% porous) was manufactured by DCC using graphite and PVA through physical gels with the best results using the milling process instead of the mixture by ultrasonic probe of composite suspension. DCC samples presented uniformly dispersed phases with homogeneous microstructure and interconnected porosity

Current situation and prospects of production and reserves of permanent magnets of rare earths : Brazil x world

Gerar energia com fontes renováveis não é uma tarefa tão simples, pois demanda diversos tipos de tecnologias, o que pode agregar muito custo ao sistema. Por este motivo, investir em pesquisa nesta área pode ser uma alternativa para viabilização econômica de sistemas eólicos, por exemplo. Uma linha de pesquisa nesta área é o estudo de novos materiais, como ímãs permanentes, com propriedades cada vez melhores. Estes ímãs, quando utilizados em geradores eólicos, agregam muitas vantagens na sua operação, como uma elevada relação torque/volume. Para esta aplicação é necessário que estes ímãs apresentem elevado campo coercitivo (Hc ) e elevada indução remanente (Br ). O Brasil ainda não apresenta competitividade na indústria de ímãs permanentes, por isso, muitos estudos por parte do governo e da iniciativa privada estão em fase de desenvolvimento no país Há uma atenção especial voltada aos ímãs de Terras Raras, matéria-prima fundamental para produção de ímãs permanentes.Generating energy from renewable sources is not an easy task since it requires different types of technologies, which can add much cost to the system. For this reason, investment in research in this area can be an alternative for economic feasibility of wind power plants, for example. One line of research in this area is the study of new materials such as permanent magnets, with even better properties. These magnets, when used in wind generators add many advantages in the operation there of, and a high torque/volume. For this application it is necessary that these magnets have high coercive field (Hc) and high remanent induction (Br). Brazil still has no competition in the industry of permanent magnets, so many studies by government and private enterprise are under development in the country. There is a special focus to the Rare Earths Magnets, the primary raw material for production of permanent magnets

Ruptured aneurysm in the posterior communicating segment of carotid artery presenting with contralateral oculomotor nerve palsy

Background: Brain aneurysms are mostly discovered during the investigation of subarachnoid hemorrhage (SAH). Some patients present neurological signs that may suggest the aneurysm’s topography, and the oculomotor nerve palsy (ONP) of the same side of the aneurysm is the most common sign. Only one case report of contralateral palsy was previously described in the medical literature. Case Description: Authors describe a patient who presented a classic manifestation of SAH associated with complete ONP, whose vascular investigation demonstrated a brain aneurysm located in the contralateral intracranial carotid. The patient was surgically treated with great neurologic outcome, and late angiography did not evidence other vascular abnormalities. Conclusion: The ipsilateral ONP is a common sign found in posterior communicating artery aneurysms; however, such aneurysm can have different presentations due to the elevation of intracranial pressure, and, in rarer cases, the ONP cannot be operated as a localizing sign

Remoção de capivaras (Hydrochoerus hydrochaeris) como ação para controle da população de carrapatos Amblyomma e redução do risco de transmissão da Febre Maculosa Brasileira em um Condomínio Residencial em Bragança Paulista (SP, Brasil) – Estudo de Caso

Este estudo relata os fatores que levaram um Residencial localizado em Bragança Paulista (SP, Brasil), área não-endêmica para Febre Maculosa Brasileira (FMB), a ser classificado como Área de Risco para a doença, mostrando que uma crescente população residente de capivaras (Hydrochoerus hydrochaeris) na área era a provável responsável por uma proliferação de carrapatos Amblyomma sculptum e estava atuando como hospedeiro amplificador da bactéria Rickettsia rickettsii, principal agente etiológico da FMB. Relatamos as ações de manejo ambiental propostas para controlar a quantidade de carrapatos no local e reduzir o risco de transmissão da doença, incluindo medidas para o controle de populações de carrapatos parasíticas e no ambiente e a eliminação da população residente de capivaras. Análises de dados populacionais de carrapatos e testes serológicos para R. rickettsii indicaram que as medidas tomadas foram efetivas, causando grande redução da população de carrapatos no ambiente e reduzindo o risco de transmissão de FMB na área.This study reports the factors which led a gated community located in Bragança Paulista (SP, Brazil), a non-endemic area for Brazilian Spotted Fever (BSF), to be classified as a Risk Area for transmission of this disease, showing that an increasing resident population of capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) in the area was likely responsible for a proliferation of Amblyomma sculptum ticks and acted as an amplifying host for Rickettsia rickettsii, the main etiologic agent of BSF. We report management actions proposed to control the local tick burden and reduce BSF risk, including measures to control parasitic and free-living tick populations and exclusion of the resident capybara population. Analyses of tick population data and R. rickettsii serology tests indicate that these measures were effective, greatly reducing the environmental burden of Amblyomma sculptum ticks and reducing the BSF transmission risk at the area

Influência do tempo de moagem por mecâno-síntese nas propriedades da liga magnética Fe-3%Si-0,75%P aplicada em núcleos de máquinas elétricas

O presente trabalho objetiva o estudo, obtenção e caracterização da liga magnética macia Fe-Si-P produzida por metalurgia do pó convencional visando à futura aplicação em núcleos de máquinas elétricas, atualmente fabricados por estampagem de chapas. Escolheu-se com base em testes prévios a liga Fe-3%Si-0,75%P. Para a obtenção da liga, foi utilizada a rota de mecâno-síntese com diferentes tempos de moagem: 1 h, 3 h e 9 h, além do material sem moagem para comparação. Na sequência compactaram-se uniaxialmente a frio os corpos de prova a 600 MPa seguido de sinterização a 1150 ºC em atmosfera de gás argônio. A análise da influência do tempo de moagem nas propriedades físicas, mecânicas, magnéticas e elétricas no material sinterizado foi a meta central deste trabalho. A caracterização das propriedades físicas mostrou uma redução da densidade aparente do pó moído, um aumento da distribuição do tamanho de partícula e redução do mesmo com o aumento do tempo de moagem. No que se refere às propriedades magnéticas, evidenciou-se que o material moído durante 3h apresentou os melhores resultados de indução de saturação (1,15 T), apesar do aumento na coercitividade já previsto devido ao processo de mecâno-síntese. Além disso, a difração de raios-X detectou a formação da liga através da solução sólida dos elementos P e Si na matriz ferrita. A análise metalográfica revelou a diminuição do tamanho de grãos com o aumento do tempo de moagem. Por fim, realizou-se a simulação do protótipo para análise do desempenho do material visando à aplicação futura. Esta, realizada pelo método de elementos finitos em um núcleo de um gerador síncrono com ímãs permanentes de NdFeB resultou em uma densidade de fluxo (1,95T) para o material com 3h de moagem e um torque de apenas 13% inferior se comparado ao gerador convencional produzido com núcleos de chapas de aço elétrico.The present work aims to study, obtaining and characterization of Fe-Si-P soft magnetic alloy produced by conventional powder metallurgy intended for the future application in electrical machines cores, currently manufactured by sheet metal forming. The alloy Fe-3%Si-0,75%P was chosen based on previous tests. To obtain the alloy was used mechanical alloying route with different milling times: 1 h, 3 h and 9 h, and the material without milling for comparison. In the sequence, the specimens were uniaxially cold compacted at 600 MPa followed by sintering at 1150 ° C in an atmosphere of argon. The analysis of the influence of milling time on the physical, mechanical, magnetic and electric properties of the sintered material was the central goal of this work. The physical properties characterization showed a reduction in the bulk apparent density of the milled powder, an increase in particle size distribution and reduction thereof with increasing milling time. As regards magnetic properties, it was observed that the milled material for 3 hours showed the best results of saturation induction (1.15 T), despite the increase in the coercivity as expected due to the inherent mechanical alloying process. Furthermore, the X-ray diffraction detected the alloy formation through the solid solution of P and Si elements in the ferrite matrix. The metallographic analysis showed the decrease in grain size with increasing milling time. Finally, were performed a simulation prototype for analysis of material performance in order to future implement. This, held by finite element method on a synchronous generator core with NdFeB permanent magnets, resulting in a flux density (1.95 T) for the material with 3h of milling and a torque of only 13% lower compared to conventional generator produced with cores of electric steel sheet

Influência do tempo de moagem por mecâno-síntese nas propriedades da liga magnética Fe-3%Si-0,75%P aplicada em núcleos de máquinas elétricas

O presente trabalho objetiva o estudo, obtenção e caracterização da liga magnética macia Fe-Si-P produzida por metalurgia do pó convencional visando à futura aplicação em núcleos de máquinas elétricas, atualmente fabricados por estampagem de chapas. Escolheu-se com base em testes prévios a liga Fe-3%Si-0,75%P. Para a obtenção da liga, foi utilizada a rota de mecâno-síntese com diferentes tempos de moagem: 1 h, 3 h e 9 h, além do material sem moagem para comparação. Na sequência compactaram-se uniaxialmente a frio os corpos de prova a 600 MPa seguido de sinterização a 1150 ºC em atmosfera de gás argônio. A análise da influência do tempo de moagem nas propriedades físicas, mecânicas, magnéticas e elétricas no material sinterizado foi a meta central deste trabalho. A caracterização das propriedades físicas mostrou uma redução da densidade aparente do pó moído, um aumento da distribuição do tamanho de partícula e redução do mesmo com o aumento do tempo de moagem. No que se refere às propriedades magnéticas, evidenciou-se que o material moído durante 3h apresentou os melhores resultados de indução de saturação (1,15 T), apesar do aumento na coercitividade já previsto devido ao processo de mecâno-síntese. Além disso, a difração de raios-X detectou a formação da liga através da solução sólida dos elementos P e Si na matriz ferrita. A análise metalográfica revelou a diminuição do tamanho de grãos com o aumento do tempo de moagem. Por fim, realizou-se a simulação do protótipo para análise do desempenho do material visando à aplicação futura. Esta, realizada pelo método de elementos finitos em um núcleo de um gerador síncrono com ímãs permanentes de NdFeB resultou em uma densidade de fluxo (1,95T) para o material com 3h de moagem e um torque de apenas 13% inferior se comparado ao gerador convencional produzido com núcleos de chapas de aço elétrico.The present work aims to study, obtaining and characterization of Fe-Si-P soft magnetic alloy produced by conventional powder metallurgy intended for the future application in electrical machines cores, currently manufactured by sheet metal forming. The alloy Fe-3%Si-0,75%P was chosen based on previous tests. To obtain the alloy was used mechanical alloying route with different milling times: 1 h, 3 h and 9 h, and the material without milling for comparison. In the sequence, the specimens were uniaxially cold compacted at 600 MPa followed by sintering at 1150 ° C in an atmosphere of argon. The analysis of the influence of milling time on the physical, mechanical, magnetic and electric properties of the sintered material was the central goal of this work. The physical properties characterization showed a reduction in the bulk apparent density of the milled powder, an increase in particle size distribution and reduction thereof with increasing milling time. As regards magnetic properties, it was observed that the milled material for 3 hours showed the best results of saturation induction (1.15 T), despite the increase in the coercivity as expected due to the inherent mechanical alloying process. Furthermore, the X-ray diffraction detected the alloy formation through the solid solution of P and Si elements in the ferrite matrix. The metallographic analysis showed the decrease in grain size with increasing milling time. Finally, were performed a simulation prototype for analysis of material performance in order to future implement. This, held by finite element method on a synchronous generator core with NdFeB permanent magnets, resulting in a flux density (1.95 T) for the material with 3h of milling and a torque of only 13% lower compared to conventional generator produced with cores of electric steel sheet