Como produzir um nanomaterial

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1 Projeto FEUP 2016/2017 MIEMM/LCEEMG Como produzir um nanomaterial Professora: Sónia Simões Monitora: Tatiana Padrão Como se produz uma multicamada? 03/11/2016 Equipa 3- MGM_3: Diogo Magalhães MIEMM João Martins MIEMM Henrique Veloso MIEMM Pedro Silva MIEMM João Eusébio MIEMM Nuno Dias - LCEEMG Ricardo Silva- LCEEMG

2 Objetivos Trabalho bibliográfico: Quais são as características de um material para ser considerado uma multicamada. Métodos de produção de multicamadas, incluindo a extração e produção de cobre. Aplicações e propriedades das multicamadas. Trabalho prático: Produção de uma multicamada metálica por deformação plástica severa. 2

3 Índice Nanomateriais O que são nanomateriais? Multicamadas O que são multicamadas? Aplicações de multicamadas Métodos de produção Procedimento experimental (ARB) O uso do cobre na criação de multicamadas Extração do cobre Processo de extração do cobre Conclusão Bibliografia 3

4 Nanomateriais 4

5 O que são nanomateriais? Nanomateriais são o objeto de estudo da nanotecnologia e da nanociência e possuem graus estruturais na ordem dos 10 9 metros. São conhecidos por terem propriedades especiais, visto a sua escala nanométrica, daí a sua utilização na nanotecnologia. Os nanocompósitos são formados por dois ou mais componentes, em que um dos componentes tem dimensões na escala nanométrica, o que provoca o aumento da interação entre a partícula e o meio, melhorando consideralvelmente certas propriedades do nanocompósito face ao componente puro. 5

6 Multicamadas 6

7 O que são multicamadas? Estruturas com dois ou mais elementos dispostas de maneira intercalada em camadas sobrepostas, gerando novos compostos como ligas metálicas, por exemplo. Termo também utilizado no âmbito dos nanomateriais em que os processos químicos e físicos são mais eficazes, graças ao aumento da razão entre a área e o volume. O cobre pode ser um dos materiais utilizados para formar uma muticamada com o alumínio. 7

8 Aplicações de multicamadas Centrais térmicas Radiadores Células fotovoltaicas Semicondutores Absorventes de choque 8

9 Métodos de produção Deformação plástica severa (ARB) Pulverização catódica Eletrodeposição 9

10 O processo realizado foi a deformação plástica severa: Diminuição da espessura das lâminas de cobre e de alumínio Utilização de lixas para aumentar a adesão dos materiais Limpeza dos dois lados das lâminas com álcool Junção das duas lâminas e passagem por vários ciclos na laminadora até adesão Etapas do procedimento experimental (ARB) Resultado final: 10

11 A utilização do cobre na criação de multicamadas Apresenta elevada condutividade elétrica. É pouco corrosivo. É bastante dúctil e moldável. É resistente ao fogo, reciclável e não magnético. Pode ser combinado com outros elementos ou substâncias nas multicamadas, por exemplo, o alumínio. 11

12 Frequentemente encontrado em calcopirita. Extração do cobre É concentrado e aquecido com silica, carbonato de cálcio e ar/oxigénio numa fornalha a elevadas temperaturas. Nos casos em que o cobre se encontre noutro minério, deve recorrer-se à reação do mesmo com um ácido diluído, o que resultará na formação de sulfato cúprico. Posteriormente, a solução perde os seus iões de cobre, através do contacto com um solvente orgânico. E a última etapa consiste na eletrólise da solução. 12

13 Processo de extração do cobre Obtém-se seguindo diferentes etapas: Tritura-se o minério Removem-se impurezas através de flotação Aquece-se o composto obtido numa fornalha Adiciona-se sílica Aquece-se novamente numa fornalha Coloca-se num conversor Bessemer É submetido a eletrólise 13

14 Conclusão Com base nos resultados obtidos no processo experimental e, com a pesquisa realizada, podemos concluir que a produção de um material com multicamadas por ARB não é de todo fácil por ter algum rigor, mas que, com a prática torna-se bastante simples. Para pôr em marcha a execução do processo de deformação plástica severa é necessário somente os materiais, neste caso cobre e alumínio, lâminas de corte e laminação e uma lixa. Após o trabalho prático, os executantes mostram assim já ter algum conhecimento sobre como produzir uma multicamada, pelo que o objetivo principal está cumprido. 14

15 OBRIGADO PELA ATENÇÃO 15