Abstract: This work compares the absorption and desorption properties of the Mg + TiFe composite with additions of 2.5 and 40 wt. % TiFe. The composite was produced by high-energy ball milling during 36 h at 600 rpm under purified argon atmosphere. The TiFe was previously milled in ethanol absolute to refine the particle size. The composites materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The kinetics of hydrogen absorption and desorption were evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and by a Sievert´s type apparatus. For both evaluated compositions, the main results revealed that it was possible absorb H2 at room temperature. Even a few TiFe content (2.5 wt. %) was enough to obtain kinetic improvements. The TiFe had an important role in the kinects of H2 absorption of Mg in a broad range of temperatures, including room temperature.

SILVA, R.A.; LEAL NETO, R.M.; COUTINHO, G.C.S.; LEIVA, D.R.; ISHIKAWA, T.T.; KIMINAMI, C.S.; BOTTA, W.J. Absorption and desorption properties of the Mg + X wt.%TiFe composite, X = 2.5 and 40, manufactured by high-energy ball milling. In: LATIN AMERICAN CONFERENCE ON METASTABLE AND NANOSTRUCTURED MATERIALS, 7th, March 19-22, 2017, Brotas, SP. Abstract... 2017. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29160. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O magnésio é considerado promissor como material armazenador de hidrogênio devido alta capacidade de armazenamento e baixa densidade. A moagem de alta energia tem sido aplicada ao processamento de pó de magnésio com o objetivo de produzir partículas nanoestruturadas e, como decorrência, modificar as condições de temperatura e pressão no processo de absorção e dessorção de hidrogênio. Entretanto, a moagem de materiais dúcteis necessita o emprego de agentes controladores de processo (ACP) para evitar a adesão excessiva do pó ao meio de moagem. Neste trabalho foi utilizado ácido esteárico como ACP, com 5% e 15% em peso, com e sem adição de ciclohexano como diluente, e tempos de moagem de 2 e 10 horas. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, análise térmica e análise química. A termogravimetria apresentou perda de massa em dois e três estágios dependendo da condição de moagem, indicando que o grau de decomposição do ácido esteárico aumenta com o tempo de moagem e que uma pequena parte do hidrogênio liberado foi absorvido pelo magnésio. Os difratogramas de raios-X foram conclusivos quanto a presença de uma pequena fração de MgH2 apesar do alargamento dos picos de difração. A análise química realizada após a termogravimetria apresentou resultados de teor de carbono crescente para tempos mais longos de moagem.

ROCHA, C.J.; LEAL NETO, R.M. Caracterização química e microestrutural de pó de magnésio metálico após moagem de alta energia com adição ácido esteárico e ciclohexano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6159-6159. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29599. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho documenta o processo de especificação, desenvolvimento e prototipação de uma plataforma de ensino-aprendizagem de estruturas cristalinas, intitulada CrystalWalk AR (de Augmented Reality em inglês), que se utiliza a plataforma experimental de computação holográfica Microsoft Hololens. Desde que foi lançado em meados de 2016, o software CrystalWalk (CW) vem se consolidando como alternativa aos softwares cristalográficos tradicionais, uma vez que é capaz de gerar representações visuais tridimensionais de estruturas cristalinas de modo didático e interativo, mais afeito a estudantes e não especialistas em cristalografia. A mesma motivação original do desenvolvimento do CW vigora no atual trabalho, ou seja, a percepção de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem empregadas no estudo de estruturas cristalinas. O correto entendimento deste tema demanda habilidade associada à visualização em três dimensões, além de conceitos nem sempre bem explorados pelos livros didáticos da área. Apesar de modelos físicos tradicionalmente serem utilizados para tentar contornar essas limitações, sua natureza material impõe restrições, ao contrário dos modelos virtuais. Com a disseminação do uso do CW evidenciou-se seu vasto potencial imersivo em ambientes intermediários de virtualidade – particularmente a Realidade Aumentada (AR) – sobretudo devido à falta de maturidade e ao alto custo das tecnologias comercialmente disponíveis. Baseado na arquitetura original do CW, a aplicação CrystalWalk AR (CW-AR) foi desenvolvido para o Microsoft Hololens integrando-se a plataforma Unity para desenvolvimento de aplicações 3D e o framework Vuforia para desenvolvimento de aplicações de Realidade Aumentada (AR). Assim, a partir do uso de SmartTags é possível ‘agarrar’ estruturas cristalinas, integrando modelos gerados a partir do CW a um ambiente holográfico imersivo. Sem os limites de um ambiente bidimensional dentro de um monitor, alunos e professores puderam exibir, ampliar, transladar e rotacionar projeções holográficas tridimensionais de estruturas e defeitos cristalinos simultaneamente à realidade física, posicionando, dimensionando e transitando por entre diferentes modos de visualização como a representação de pontos de rede, motivo, célula unitária e estrutura cristalina. Diferentemente do CW, entretanto, o CWAR possui foco em desenvolvimento de propriedade intelectual, cuja solução é composta por conteúdo autoral, hardware e software de códigos fechado. Estudos preliminares do CW-AR com alunos e professores sugerem benefícios tangíveis relacionados à interação e à imersão, proporcionando uma melhor integração de interfaces multimodais (mais que uma forma de interação), quando comparados com sistemas tradicionais de Realidade Virtual. No CW-AR destacam-se também potenciais melhorias relacionadas ao custo e à complexidade operacional.

LEAL NETO, R.M.; BARDELLA, F.; RODRIGUES, A.M. CrystalWalk AR: estruturas cristalinas e realidade aumentada. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 9042-9042. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29678. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste artigo, foi investigada detalhadamente as curvas de isotermas de PCT Sievert dinâmico e microestruturas liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5, no estado bruto de fusão e tratada termicamente a 750, 850 e 1000°C por 16 horas e resfriada dentro do forno. Os resultados de DR-X, utilizando o método refinamento de Rietveld mostraram que houve uma sequencia de alterações das fases presentes na microestrutura estrutura da liga, modificadas pelo efeito dos tratamentos térmicos aplicados em todas as amostras, foi identificada a estrutura hexagonal do tipo CaCu5. Tendo a microestrutura da liga no estado bruto de fusão as fases LaNi5, MgNi2 e LaMg2Ni9 presentes na estrutura. Após a liga ter sido tratada termicamente as fases foram modificadas foram identificadas pelo refinamento utilizando o método de Rietveld, com o aparecimento da fase Al6Mn e LaCo13 e o total desaparecimento da fase LaMg2Ni9 e diminuição da fase MgNi2 alterando as suas estruturas cristalinas para de romboédrica para ortorrômbica e hexagonal para cubica respectivamente, nos tratamentos térmicos de 750° e 850°C por 16 horas promoveram melhor capacidade de descarga nas propriedades eletroquímicas da liga. As analises de isotermas de PCT da liga no estado bruto de fusão é comparada após ser tratada termicamente, onde a relação hidrogênio liga H/M diminui, e também para uma diminuição da pressão de formação platô. Essas alterações promovidas pelos tratamentos térmicos influenciaram nos resultados obtidos no desempenho eletroquímico, mostrando que a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 tratada a 850°C por 16 horas obteve 420 mA.h que foi melhor capacidade máxima de descarga (Cmax.) e sua capacidade de estabilidade cíclica (Sn) se manteve em 90%.

Palavras-Chave: alloys; electrochemistry; microstructure

SOARES, E.P.; CASINI, J.S.; LIMA, N.B.; LEAL NETO, R.M.; OLIVEIRA, F.B.; FARIA, R.N. Efeito do tratamento térmico nas propriedades microestruturais e eletroquímicas na liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33802. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O elevado consumo de energia elétrica para obtenção de alumínio via mineração e a grande quantidade de sucata gerada e desperdiçada em todo o mundo tem motivado a pesquisa cientifica quanto à reciclagem e reutilização do metal. A moagem de alta energia (MAE) é uma das rotas de processamento que pode ser empregada para reciclagem desta sucata. A natureza dúctil do Al demanda a utilização de um agente controlador de processo (ACP), para coibir a soldagem a frio e a aderência excessiva do alumínio no ferramental de moagem, favorecendo a fratura das partículas. O cloreto de sódio (NaCl) é um sal inorgânico de baixo custo e fácil obtenção, mencionado na literatura como potencial ACP para a MAE. O trabalho tem como objetivo investigar a obtenção de pó de alumínio obtido via MAE partindo de embalagens recicláveis deste metal, utilizando 2% em massa de NaCl como ACP. Inicialmente as latas de alumínio foram trituradas em pequenos fragmentos de 5 a 10 mm utilizando-se um moinho de facas. Esses fragmentos foram processados em um moinho planetário com razão bola pó de 15:1. O tempo de moagem variou de 1 a 10 horas, com uma rotação de 350 rpm em atmosfera controlada (argônio purificado). O rendimento da moagem foi determinado com base na porcentagem de pó efetivamente solto (não aderido) relativa à carga inicial. Os pós foram caracterizados quanto à microestrutura, morfologia das partículas e composição química. Para tal, utilizou-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, área de superfície específica, difração de laser, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Os resultados demonstraram que o NaCl é bastante efetivo como agente controlador, propiciando alto rendimento e partículas finas e equiaxiais.

OLIVEIRA, M.C.; LEAL NETO, R.M.; GATAMORTA, F.G. Estudo da moagem de alta energia de latas de alumínio utilizando o NaCl como agente controlador de processo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6723-6723. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29615. Acesso em: $DATA.

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Abstract: MgH2 - 40wt.% TiFe composites were mechanical alloyed by high-energy ball milling, starting from both compounds, under high-purity argon atmosphere. In this case, the aim was to combine TiFe compound, which absorbs and desorbs hydrogen at or very near room temperature, with Mg, which has higher storage capacity. To avoid or reduce adherence on the vial and balls commercial MgH2 powder, instead of Mg, was used. TiFe was synthesized following a route described previously [1]. Three sets of experiments were done. In the first and second sets, MgH2 and TiFe powders were individually pre-milled in a shaker mill for 0.5 and 1 hour, respectively. Both milled powders were further mechanical alloyed in a planetary mill for 6 hours with ball-to-powder weight ratio (BPWR) of 40:1 (first set), or in a shaker mill for 2 hours, with BPWR of 30:1 (second set). In the third set, milling of both powders was conducted only in the shaker mill for 2 and 4 hours. Cyclohexane was used as process control agent in all experiments. DRX analysis showed no reaction between MgH2 and TiFe compound in all milled samples. Microstructural analysis by SEM revealed that TiFe particle size was 15% lower when pre-milling stage was performed (first and second sets of experiments). In the third set of experiments, TiFe particle size was reduced about 35% comparing milled samples for 2 and 4 hours (shaker mill). PCT and kinetics measurements were carried out in a Sieverts' type apparatus (under constant hydrogen flow) after heating the samples at 623K under vacuum for hydrogen desorption from MgH2. Results showed a increased hydrogen absorption capacity (about 4 wt % H2) for samples with lower TiFe particle size, which is accomplished after milling for 4 hours in the shaker mill.

COUTINHO, G.C.S.; FALCAO, R.B.; SILVA, R.A.; ROCHA, C.J.; LEIVA, D.R.; ISHIKAWA, T.T.; BOTTA, W.J.; LEAL NETO, R.M. MgH2-TiFe composite for hydrogen storage: synthesis and characterization. In: LATIN AMERICAN CONFERENCE ON METASTABLE AND NANOSTRUCTURED MATERIALS, 7th, March 19-22, 2017, Brotas, SP. Abstract... 2017. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28671. Acesso em: $DATA.

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