peneira abertura Peneiramento Pó A Pó B # μm Intervalos % % #

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1 Lista de exercícios Ao produzir uma peça de pó de ferro de diâmetro 20mm e altura 20mm, numa prensa de dupla ação, qual a densidade obtida na linha neutra da peça quando a força aplicada era de 18,8 toneladas. Basear-se no gráfico ao lado e na equação abaixo, supondo que o coeficiente de atrito é de 0,2. σ(x) = σo e 2μx r 1. Qual a função de introduzir a etapa de spray-drying no processo de fabricação de um material. 2. Qual a função do lubrificante? Quais as substâncias utilizadas como lubrificantes? 1. partindo de partículas cúbicas de lado 1μm, qual o diâmetro equivalente por superfície e qual o diâmetro equivalente por volume? 2. um pó de ferro foi peneirado e classificado. Foram selecionadas as frações # e -325#. A densidade aparente da fração mais grossa é 2,6g/cm3. Quando foi preparada uma mistura contendo 20% da fração fina, a densidade aparente medida subiu para 2,8g/cm3. Explique o ocorrido. 3. explique por que o tempo de escoamento (no funil Hall) aumenta quando se compara pós em que a razão da densidade batida para densidade aparente aumenta. 4. A camada de óxido de alumínio formada sobre alumínio metálico é muito fina, da ordem de 25nm. Avalie quantitativamente a possibilidade desse óxido agir como endurecedor por dispersão, comparando pós de alumínio de diâmetro 20μm e de 100 μm for submetido a moagem de alta energia. Assuma densidade do óxido de 2,7g/cm3. 5. O tamanho médio de um pó polidisperso foi analisado por microscopia óptica (resultando em tamanho médio 13 μm) e por sedimentação (resultando em tamanho médio 28 μm). Dê algumas razões para essa diferença. 6. aproximadamente quantas partículas são contidas em 10g de pó de alumina contida na faixa #, e qual a área superficial estimada. Assuma densidade do óxido de 2,7g/cm3. 7. estime o tamanho médio de um pó classificado como #, usando a tabela abaixo

2 8. Usando a equação v = g D 2 (ρ m ρ f) / (18η), calcular o tamanho médio da partícula de níquel que demora 1 minuto para sedimentar numa coluna de 100mm de altura, dado que a densidade do níquel é de 8,9g/cm3, a da água é conhecida, a constante gravitacional g=9,8m/s 2 e a viscosidade da água é de 10-3 kg/ms. 9. Sua empresa recebeu duas amostras de pós de fornecedores diferentes. A composição química e o tamanho médio medido por peneiramento é o mesmo, mas a densidade aparente resultou diferente. Quais as possíveis explicações para essa diferença, levando em conta não só a distribuição de tamanhos? 10. dada a tabela abaixo, indique: a. qual dos 3 materiais tem a maior escoabilidade b. com base nos dados, dê razões que justifiquem sua maior escoabilidade. 11.

3 12. A distribuição granulométrica dos pós A e B foi determinada por peneiramento. Determine os tamanhos médios desses dois pós, e avalie se eles seguem uma distribuição lognormal (utilizando o papel de gráfico anexo). peneira abertura Peneiramento Pó A Pó B # μm Intervalos % % # , # 0, Descreva o ensaio Hall de escoabilidade, e para que ele serve. 14. Qual a importância de medir a densidade aparente de um material particulado? 3. Como se pode ajustar a forma das partículas, na atomização a água? 4. comente a frase: na produção de partículas por moagem em moinho de bolas, quanto maior a velocidade do moinho, mais rapidamente ocorrerá a moagem. 5. comente a frase: a moagem em moinho de bolas serve igualmente para moer materiais metálicos e materiais cerâmicos. 6. quais são as quatro forças que atuam sobre o material, no moinho rotativo de trituração. 7. O trabalho total necessário para a moagem de um material frágil é proporcional ao inverso da raiz quadrada do tamanho de partícula. Qual a diferença relativa da energia requerida para produzir pós de 10 e de 1 μm? 8. Liste alguns motivos pelos quais o tempo de moagem aumenta exageradamente conforme diminui o tamanho médio de partícula. 9. comente a frase: o processo de produção de pós chamado de atomização é usado tanto na produção de materiais cerâmicos como em materiais metálicos.

4 10. Ao reagir-se 100g de Fe 2O 3 com 100 litros de hidrogênio (a CNTP), a temperatura de 400º C sob uma atmosfera de pressão por tempo prolongado, qual porcentagem em peso de ferro metálico? Lembrar que peso atômico do ferro é 56g/mol, do oxigênio é 32g O 2/mol e do hidrogênio é 2gH 2/mol. 11. três lotes de pó de cobre, fabricados respectivamente por atomização a água, a gás e por redução de óxido, produziram os dados abaixo de caracterização: Qual lote é representativo de qual técnica de fabricação? propriedade Lote A Lote B Lote C Tamanho médio, μm Densidade aparente, g/cm3 2,8 1,7 4,4 Densidade batida 3,3 2,4 4,7 Escoabilidade Hall, s para 50g Área superficial BET m2/g 0,014 0,063 0, descreva o processo de produção de partículas por precipitação a partir de solução aquosa. 13. Com base na figura abaixo, indique quais as técnicas de moagem mais adequadas, levando em consideração o tamanho médio de entrada e saída: material Entrada, Saída técnica alumina 200 μm 1 μm Liga de NdFeB para superímãs 30 μm 5 μm ferroliga 10mm 0,2mm Minério de ferro 1m 10mm

5 14. Com base no gráfico abaixo, descreva o processo de fabricação de pó de alumínio com tamanho médio de 250 μm

6 15. com base na figura abaixo, qual o processo de fabricação que resulta na distribuição de tamanho de partícula mais estreita, em termos relativos. 1. Por que, na compactação de materiais cerâmicos, é necessário usar ligantes, diferentemente dos materiais metálicos comuns? 2. Como se determina a resistência mecânica a verde de um material? 3. O que caracteriza, microestruturalmente, a linha neutra de um compactado? 4. O que é uma curva de compressibilidade? 5. Que critérios devem ser analisados para escolher entre uma prensa mecânica ou uma prensa hidráulica de compactação. 6. Uma prensa tem capacidade máxima de 700 toneladas-força. Para obtermos um determinado produto, é necessária uma pressão de compactação de 600 MPa. Qual a maior peça que pode ser fabricada? 7. Com base na figura abaixo, defina a capacidade mínima da prensa que deve ser usada para fabricar um corpo de prova de ruptura transversal, sabendo-se que é visada uma densidade final de 7,2g/cm 3, e que a densificação da sinterização dessa peça é praticamente nula.

7 dimensões do corpo de prova de ruptura transversal.

8 a) Com base na figura ao lado, defina a capacidade mínima da prensa (em toneladas-força) que deve ser usada para fabricar um corpo de prova cilíndrico de 10mm de altura e 50mm de diâmetro, sabendo-se que é visada uma resistência a verde de 30MPa. 1. b) sabendo que a densidade aparente é 3,6g/cm 3, calcule qual deve ser a altura da cavidade do molde no momento do enchimento?. 1. (2pt) Dada a curva de compressibilidade do pó em anexo, calcular : a) a capacidade mínima da prensa (em toneladas) necessária para fabricar uma peça cuja densidade a verde almejada é de 6,X g/cm 3 e a forma da peça final almejada pode ser aproximada a de um cilindro de diâmetro 10cm e altura 2cm. Assuma que a contração linear na sinterização será de 2%. (X é o último dígito de seu número USP). b) A resistência a verde Dado: 1 MPa= 0,1kgf/mm 2.

9 5. (2pt) Ao produzir uma peça de pó de ferro de diâmetro 20mm e altura 20mm, numa prensa de dupla ação, qual a densidade obtida na linha neutra da peça quando a força aplicada era de 18,8 toneladas. Basear-se no gráfico ao lado e na equação abaixo, supondo que o coeficiente de atrito é de 0,2. σ(x) = σo e 2μx r

10 6. (2pt) Observe a figura acima, que mostra a evolução da tensão axial e da tensão radial ao longo de um ciclo de compactação. a) qual a consequência prática de concluir que σr=σ0 no ponto final do ciclo? b) explique o motivo da transição de regime elástico-plástico no ramo ascendente do ciclo ocorrer em tensão maior que o limite de escoamento σ0? 15.