Avaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base alumínio reforçados com grafeno e óxido de grafeno

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dc.contributor.advisorCouto, Antonio Augusto
dc.contributor.authorGonçalves, Rodolfo Luiz Prazeres
dc.date.accessioned2023-09-26T11:43:47Z
dc.date.available2023-09-26T11:43:47Z
dc.date.issued2023-07-31
dc.description.abstractMateriais leves e com elevada resistência mecânica apresentam demasiada demanda em diversas áreas da indústria, especialmente nos setores automotivo e aeronáutico. Devido à sua baixa densidade, versatilidade e custo-benefício, o alumínio tem sido uma das principais matrizes metálicas para a fabricação de compósitos com os mais variados tipos de reforços, sendo o Al2O3 e o SiC os mais comuns. O grafeno, por apresentar propriedades mecânicas tão extraordinárias, tem se tornado um excelente candidato como reforço em compósitos metálicos. Assim, extensas pesquisas relacionadas a compósitos de matriz metálica reforçados com grafeno, óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido têm sido realizadas, visando materiais com propriedades superiores e baixo custo de fabricação. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar métodos de mistura na produção de compósitos de matriz de alumínio reforçados com grafeno ou óxido de grafeno, utilizando técnicas de metalurgia do pó, com posterior caraterização utilizando microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectroscopia Raman e avaliação da microdureza. Como principais resultados, foi possível observar que, na caracterização das matérias primas, o Gr fornecido estava na forma de rGO e as misturas das matérias primas em água promoveram compósitos frágeis devido a reação de hidrólise do alumínio com água. Na produção do compósito em acetona, o GO foi reduzido à rGO durante o processamento, como revelado pelas análises de difração de Raios X, além da formação de Al4C3. Dentre os compósitos produzidos, o que mais se destacou foi o processado com rGO como recebido, Al/0,3% rGO (em massa), conduzido com mistura por agitação mecânica, apresentando um aumento na microdureza de 60% em relação ao alumínio puro.
dc.description.sponsorshipCNPQ - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipOutros
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/33433
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Presbiteriana Mackenzie
dc.subjectgrafeno
dc.subjectpó de alumínio
dc.subjectcompósito
dc.subjectmetalurgia do pó
dc.titleAvaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base alumínio reforçados com grafeno e óxido de grafeno
dc.typeTese
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2893737202813850
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0003-1503-1582
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4578044472601055
local.contributor.board1Vatavuk, Jan
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2607688973456560
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9603-3338
local.contributor.board2Canevari, Thiago da Cruz
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6149251163133726
local.contributor.board2Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4336-8097
local.contributor.board3Lazar, Dolores Ribeiro Ricci
local.contributor.board3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4289995849705434
local.contributor.board3Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7384-304X
local.contributor.board4Lima, Nelson Batista de
local.contributor.board4Latteshttp://lattes.cnpq.br/6675251190520162
local.contributor.coadvisorMassi , Marcos
local.contributor.coadvisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1992108703603111
local.contributor.coadvisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0002-7117-8039
local.description.abstractenLightweight materials with high mechanical strength are in great demand in many areas of industry, especially in the automotive and aeronautical sectors. Due to its low density, versatility, and cost-effectiveness, aluminum has been one of the main metallic matrices for the manufacture of composites with the most varied types of reinforcements, with Al2O3 and SiC being the most common. Graphene, for presenting such extraordinary mechanical properties, has become an excellent candidate as reinforcement in metallic composites. Thus, extensive research related to the manufacture of graphene-reinforced metal matrix composites has been carried out, aiming at materials with superior properties and low manufacturing costs. The present work had as general objective to evaluate mixing methods in the production of aluminum matrix composites reinforced with graphene or graphene oxide, using powder metallurgy techniques, with subsequent characterization using electron microscopy of scanning, X-ray diffraction, Raman spectroscopy and microhardness evaluation. As main results, it was possible to observe that, in the characterization of the raw materials, the supplied Gr was in the form of rGO and the mixtures of raw materials in water promoted brittle composites due to the hydrolysis reaction of aluminum with water. In the production of the composite in acetone, GO was reduced to rGO during processing, as revealed by X-ray diffraction analysis, in addition to the formation of Al4C3. Among the composites produced, the one that stood out the most was the one processed with rGO as received, Al/0.3%wt rGO, conducted with mixing by mechanical stirring, showing an increase in microhardness of 60% compared to pure aluminum.
local.description.sponsorshipOtherEmpresa/Indústria: Companhia Brasileira de Alumínio - CBA
local.keywordsgraphene
local.keywordsaluminum powder
local.keywordscomposite
local.keywordspowder metallurgy
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentEscola de Engenharia Mackenzie (EE)
local.publisher.initialsUPM
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologia
local.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
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