Estudo da produção de espumas de alumínio, utlizando a metodologia do processo alporas e carbonato de cálcio como agente espumante

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Oliveira Filho, Maurício de [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Espumas metálicas; Comportamento mecânico; Drenagem; Morfologia dos poros; Análise de imagem; Metal foam; Mechanical behavior; Drainage; Morphology; Image analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/150491

Uma opção de material estrutural ainda pouco utilizada são as espumas metálicas, em particular as espumas de alumínio produzidas pela metodologia Alporas. Esses materiais têm estruturas mais leves e podem ser obtidos sem perda de propriedades mecânicas, sendo sua utilização muito interessante para vários setores industriais, tais como indústrias de veículos especiais, de móveis e naval. Este trabalho visa, primeiramente, obter um equipamento que é capaz de cumprir suas espectativas e suportar todas as etapas de seu processo de produção, de modo a serem posteriormente avaliados utilizando-se as seguintes etapas para sua produção: aquecimento da matriz metálica de alumínio silício hipereutética até 700ºC; adição de 3,5% em massa de carbonato de cálcio particulado, dispersão do particulado com o auxílio de um rotor com pás a 1000 rpm e retirada do rotor com pás do banho após 3 min de mistura; estabilização do material dentro do forno para expansão da espuma por diferentes tempos (150, 300, 450 s); remoção do forno; e resfriamento ao ar ambiente. 9 amostras (3 para cada tempo de expansão) foram seccionadas transversalmente de 20 em 20 mm, sendo o primeiro corte realizado a 20 mm da base da amostra, somando-se 4 cortes com diferentes alturas, totalizando 36 amostras. As densidades, aparente e relativa, e porosidades dos materiais seccionados foram avaliadas. A parte superior de cada amostra foi analisada através do software ImageJ, obtendo-se morfologia, tamanho de poros, e dispersão da fração porosa. No ensaio de compressão, 9 amostras com 30x30x40 mm foram analisadas a uma taxa de compressão de 1,5 mm/min (3 para cada tempo de expansão). Neste, os resultados obtidos foram energia absorvida e eficiência de absorção de energia. A significância do tempo de processo, em circularidade, diâmetro dos poros e convexidade de área foram verificados por análise de variância com intervalo de confiânça de 95% e atrávés do teste Tukey. Por análise de efeitos, a menor média de diâmetro foi obtida em um tempo de expansão de 300 s e o melhor tempo de processo foi 450 s obtido pela análise morfológica. Através dos resultados do teste de compressão, a maior eficiência de absorção média foi obtida com um tempo de expansão de 450 s e, para magnitude média de energia de absorção, 450 s foi o melhor tempo.