Processing of short fiber reinforced porous CMC and MMC tubes by powder thermoplastic extrusion

• Main Author: Faria, Cyro Rovath de
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Florianópolis, SC 2012
• Subjects: Engenharia de materiais; Plasticos -; Extrusao; Materiais porosos; Compositos polimericos; Ligantes (Bioquímica); Materiais compostos; Compostos fibrosos
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95168

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 === Made available in DSpace on 2012-10-25T21:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291138.pdf: 5574443 bytes, checksum: d9a4665c93906c67fe4ca08b67cb339f (MD5) === Materiais com poros interconectados são comumente usados em diversas aplicações de filtragem, como, por exemplo, purificação de água, filtração de metais fundidos e filtração de gases quentes. Se por um lado, os filtros devem conter uma estrutura de elevada porosidade aberta; em contrapartida, esses materiais devem apresentar resistência mecânica suficiente para suportar a queda de pressão durante o processo de filtração. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade de produção de tubos porosos, em compósitos de matriz cerâmica e metálica reforçados por fibras, via extrusão termoplástica de pós, para aplicação em processos de filtração. A extrusão termoplástica é um processo contínuo, capaz de promover um alto nível de alinhamento de fibras na direção de extrusão, sem que haja excessiva fratura de fibras durante o processamento. Pós de alumina e superliga de níquel foram selecionados para formar a matriz dos compósitos de matriz cerâmica e metálica, respectivamente. Fibras curtas de alumina foram utilizadas como reforço. Como componentes do sistema ligante foram utilizados polietileno de baixa densidade (LDPE), parafina (PW) e ácido esteárico (SA). Diferentes proporções entre LDPE-PW-SA foram estudadas a fim de desenvolver um sistema ligante apropriado ao processo. A evolução da viscosidade da mistura em função do teor de sólidos foi estudada e comparada a diversos modelos de viscosidade. Após o desenvolvimento do feedstock de extrusão, 30 % em volume de fibras foram adicionadas a mistura. Tubos com 4,5 a 10,0 mm de diâmetro, com 0,6 e 1,0 mm de espessura foram então extrudados com sucesso, após sucessivas etapas de ajuste dos parâmetros de extrusão. Análises microscópicas confirmaram o alinhamento satisfatório das fibras. Finalmente, após a sinterização dos tubos a 1300 ºC durante 60 minutos, meso e macroporosidades foram identificadas através de análises porosimétricas por intrusão de mercúrio, totalizando um volume de poros de, aproximadamente, 41 e 36 % nos tubos de matriz cerâmica e metálica, respectivamente. O nível de porosidade, bem como o tamanho médio de poros, foi considerado adequado à aplicação em certos processos de filtração, em especial a filtração de gases quentes.