Ciência & Tecnologia dos Materiais

The effect of nitride and titanium carbonitride coatings on wearing of cold forming tools

This research studies the effects of plasma-nitriding and titanium carbonitriding mixtures on the wearing resistance of mechanical forming dies for special fixing elements manufacturing. The main focus is the abrasion wear rate, characterized by the friction between the surfaces of the raw material and die. Three different configurations were used for the VF 800AT steel dies, chosen among the ones that had shown high waste rates before coating. Industry and laboratory trials were performed to compare the wear behavior. The coated dies had better results in contrast with others. The plasma-nitriding dies (with a small white layer) showed lower wear resistance (higher wear rate) when compared with titanium carbonitriding dies. That was caused by the excellent hardness of the titanium carbonitriding and the good adherence.

Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito do tratamento de nitretação por plasma e do revestimento de carbonitreto de titânio sob o aspecto de resistência ao desgaste de matrizes de conformação mecânica de elementos especiais de fixação. O enfoque principal está centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de elementos interfaciais entre as superfícies da matéria-prima e da matriz. Foram utilizadas três matrizes de VF 800AT diferentes, das quais duas apresentavam desgaste excessivo antes do tratamento ou revestimento superficial, e uma apresentava problemas de fratura. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de estereoscopia, dureza, microdureza, rugosidade, metalografia óptica e eletrônica de varredura e controle dimensional por carta de Controle Estatístico de Processo - C.E.P.. No estado tratado por nitretação a plasma, as matrizes (com camada branca bastante reduzida) apresentaram menor resistência ao desgaste (maior taxa de desgaste), ao passo que a maior resistência ao desgaste foi das matrizes com revestimento de carbonitreto de titânio. Isto foi atribuído a excelente dureza do elemento titânio, juntamente com seu poder de aderência, em contraste com a fragilidade da camada branca formada pela nitretação a plasma .

Falhas catastróficas em transformadores provocadas pelo sulfureto de cobre. Causas e Soluções

A deposição de sulfureto de cobre, no cobre e sobretudo no papel dos enrolamentos, tem sido referida como a causa de falhas catastróficas, ocorridas recentemente em transformadores. É aqui apresentada uma caracterização do problema, e equacionadas as mais importantes questões, para as quais urge encontrar resposta, para a minimização daquele. Com esta mesma finalidade, aborda-se a necessidade de desenvolvimento, não só de novos óleos para fazer face a este problema, mas também de uma adequada norma de ensaio, para a detecção, no óleo, do enxofre e compostos de enxofre potencialmente corrosivos. Tal Norma destinar-se-á a substituir as actualmente usadas nos ensaios de recepção de óleos novos, as quais se mostraram incapazes de, nesta nova situação, realizar uma triagem correcta, que permita separar os óleos adequados dos inadequados (relativamente a este parâmetro), para a sua utilização em transformadores. Finalmente, refere-se a utilização de passivador dissolvido no óleo, (única solução, actualmente disponível, para mitigação deste problema), a forma como este actua, à luz dos conhecimentos actuais e as múltiplas dúvidas, levantadas pela presença, no óleo, deste novo aditivo.

Copper Sulphide (Cu2S) deposition on the transformer windings (copper conductor and associated insulating paper) has recently led to catastrophic failures of transformers, in service. The description of this problem and the main questions we need to answer, urgently, in order to solve, or at least to minimize it, are presented here. The urgent need of design (formulation) of oils suitable for transformers for special applications and also the development of a new test method for the proper identification of the corrosive oils, susceptible to cause this type of failures, in transformers, are also referred. Finally, the state of the art about the use of a copper passivator dissolved in oil, as a way to mitigate the problem of Cu2S deposition, the several questions about the way it works and the role played in the passivator performance by several factors, are mentioned here, as well.

Será o óleo vegetal um possível substituto do óleo mineral para transformadores?

Tendo em conta que a vida útil dum transformador é dada pela vida útil do seu isolamento sólido, é importante adquirir informação sobre o envelhecimento do papel isolante, imerso em óleo vegetal. É aqui relatada uma experiência para caracterização da degradação do papel isolante mergulhado em óleo vegetal, efectuada numa gama de temperaturas de 70ºC a 190 ºC, em condições laboratoriais, Os resultados obtidos foram comparados com os produzidos na experiência levada a cabo em simultâneo, em condições experimentais idênticas, mas com um óleo mineral. O papel isolante utilizado foi papel Kraft, enquanto o óleo vegetal usado foi o Biotemp, desenvolvido pela ABB T&D, para uso em transformadores. Para caracterização do processo de degradação do papel e também dos óleos, foram efectuadas várias análises designadamente: O teor de humidade e de gases dissolvidos no óleo, o grau de polimerização viscosimétrico médio do papel e a concentração de produtos furânicos dissolvidos no óleo e absorvidos no papel. Dos resultados obtidos, concluiu-se que, a velocidade de degradação do papel, em óleo vegetal, embora seja um pouco superior, até 130ºC, à que ocorre em óleo mineral, nas mesmas condições experimentais, é até um pouco inferior a esta (para temperaturas superiores a 130ºC). Finalmente, com base nos resultados desta experiência foram estabelecidas equações matemáticas, que relacionam o valor do grau de polimerização do papel, com a concentração de 2FAL no óleo onde este se encontra imerso, para ambos os óleos (vegetal e mineral).

Uses of natural esters (vegetable oil) as insulating fluid have been reported, recently. This fluid has high biodegradability and high flash point what for safety reasons is attracting some attention in electrical industry. As insulating fluid is used for cooling, insulation and protection of the solid insulating paper, it is important to have some knowledge about the paper ageing in such fluid. It is reported here, a study of paper ageing in vegetable oil, under laboratory experimental condition, at a dynamic temperature increase in the range 70ºC-190°C. The experiment was conducted in sealed glass reaction vessels, for both oil (blank) and oil/paper heated inside an oven. The paper used for this study is kraft paper. Moisture formation at different temperatures, in oil and in oil/paper system, is reported together with generated gases. Changes of degree of polymerization of paper and formation of furanic compounds with changes of temperature are also reported. Paper degradation in vegetable oil is compared with paper degradation in mineral oil. Both degradation rates are similar, at the same temperature. At temperatures under 130 ºC the ageing of paper in vegetable oil is only a little bit quicker, than in mineral oil. However, for temperatures higher than 130 ºC, the rate of paper degradation in vegetable oil is even a little bit lower than in mineral oil. Finally, are also presented the degradation models, developed to calculate the average viscosimetric polymerization degree of paper, based on 2FAL concentration dissolved in insulating oil, in both cases.

Battery storage

This paper focuses on four generic types of secondary battery - Alkaline batteries, Flow batteries, Sodium batteries, and Lithium batteries - that hold most promise for the storage of energy.

As baterias alcalinas, as de matérias activas exteriores, as de sódio e as de lítio constituem uma forma excelente para o armazenamento de energia química e podemos encará-las como muito promissoras para aplicações de armazenamento de energia em larga escala. Este artigo inclui alguns comentários pertinentes sobre estes sistemas recarregáveis, na sua actual fase de investigação e desenvolvimento.

Potentiometric monitoring of sodium borohydride in aqueous solutions

Platinum, palladium, gold, cadmium, nickel and niobium immersed in sodium borohydride alkaline solutions are characterised by electrode responses that allow monitoring the borohydride present in aqueous media. A simple and relatively precise potentiometric titration technique is described and applied for the analysis of borohydride solutions.

Platina, paládio, ouro, cádmio, níquel e nióbio imersos em soluções alcalinas de borohidreto de sódio são caracterizados por respostas de eléctrodo que permitem monitorizar o conteúdo em borohidreto presente num dado meio aquoso. Descreve-se uma técnica de titulação potenciométrica relativamente simples e precisa que pode ser aplicada para a análise de soluções de borohidreto.

Quem Tramau ROBERT HOOKE?

Robert Hooke foi um brilhante cientista que a par de Newton, Boyle, Halley, Huygens, Leibniz, protagonizou a Revolução Científica no séc. XVII. Ao seu espírito multifacetado se devem muitas realizações notáveis mas pouco conhecidas, em vastas áreas da Ciência, nalgumas das quais figurando como pioneiro. Mas foi também inquieto, entrando por vezes em acesas polémicas com alguns grandes cientistas seus contemporâneos, entre os quais o implacável Newton. Tem sido por isso injustamente diminuído, acusado de conflituoso e tornando-seum mal-amado da Ciência. Dele não resta sequer um retrato! Quem o tramou?

Flogisto, Calórico & Éter

Processo para a diminuição da massa volúmica em produtos de cortiça natural

Este trabalho refere-se a um processo para a diminuição da massa volúmica de cortiça natural, através de um tratamento em que é provocada uma expansão do material que o constitui, de modo a poder utilizar-se material de partida com maior massa volúmica, alargando as possibilidades de utilização de matéria prima e obtendo-se peças com o peso especificado. O processo baseia-se na sujeição do material à acção de microondas com uma determinada intensidade e durante um período de tempo necessário à expansão do material sem alteração da sua estrutura.

Synergistic inhibition of zinc corrosion by some anions in aqueous media

The corrosion inhibition of zinc in 0.1M HCl in presence and absence of some hydrazide derivatives has been investigated using mass-loss and polarization techniques. Results obtained showed that the inhibition efficiency increased with the increase of the concentration of the additives and decreased with the increase of temperature. Synergism between I- , SCN- and Br- anions and hydrazide derivatives was proposed. The polarization curves showed that hydrazide derivatives act as mixed-type inhibitors, acting predominantly as cathodic inhibitors for zinc in 0.1M HCl .The adsorption of these hydrazide derivatives on zinc surface follows Temkins adsorption isotherm. Some thermodynamic parameters were calculated. The kinetic parameters of corrosion of zinc in HCl solution have been studied.

Material Selection for Aeronautical Structural Application

The use of different materials as metals, wood and other modern materials like composites, require a previous evaluation of its performance under corrosion, creep, tension, compression, bending and fatigue. In general, these requirements lead to a few number of materials to choose during the project of one component, but in some cases, theres a lot of options that can be selected. In this work, a mechanical approach is considered for some classes of materials. Of course, a complete analysis involves a management science, also called, operational research, with an application of linear programming or, in some cases, heuristics models like ants colony, but this isnt our target at this moment. Its possible to see, with the mechanical approach, the advantage of composites materials application.

O uso de diferentes materiais tais como metais, madeira e outros materiais modernos tais como os compósitos, requer uma avaliação prévia do seu desempenho e resistência à corrosão, fluência, tensão, compressão, dobragem e fadiga. Em geral, estes requisitos levam à escolha de uns tantos materiais durante o projecto de um componente, mas nalguns casos as opções possíveis são numerosas. Neste trabalho, é feita uma abordagem mecânica para algumas classes de materiais. Claro que uma análise completa envolve uma investigação operacional, com aplicação de uma programação linear e, nalguns casos modelos heurísticos como colónia de formigas, mas este não é o nosso objectivo neste momento. Com a abordagem mecânica, é possível ver a vantagem da aplicação dos materiais compósitos.