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Feira dosTEMAS DE DISSERTAÇÃO

2009 - 2010Mestrado em

Engenharia de Materiais

1

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS

Sector de Metalurgia

CENIMAT/I3N

Grupo de Materiais Estruturais

Secção de Metalurgia

Propostas de temas para Dissertação em Engenharia de Materiais, 2009/10:

- Compósitos e materiais com gradiente funcional- Materiais e sistemas inteligentes- Degradação de materiais metálicos- Avaliação da qualidade em soldadura

Mestrado em


2º ciclo de Bolonha 2009-2010

A Formação em Engenharia

Abrangente e de Alto Nível

03 de Junho de 2009




2

Prof. Alexandre Velhinho



CENIMAT/I3N


Materiais compósitos ecom gradiente funcional de

propriedades

Mestrado em





03 de Junho de 2009




3

Tema 1:

Modelação de Processo em FGMMCs

OBJECTIVO: simulação das condições dinâmicas que presidem à

distribuição espacial efectiva dos reforços, resultantes do balanço

força centrífuga forças de arrasto viscoso durante a fundição

centrífuga

TÍTULO: Modelação das Segregações Secundárias dos Reforços em

Compósitos com Gradiente Funcional de Propriedades durante o

Processamento por Fundição Centrífuga




4

Tema 1:


Além da segregação longitudinal – PRIMÁRIA – ocorrem durante o processo

efeitos de SEGREGAÇÃO SECUNDÁRIA – radial e dimensional

A. Velhinho et al., “Modelling of

Centrifugal Casting of Particle-

reinforced Functionally Graded

Metal Matrix Composites: the

Longitudinal Configuration Case”,

FGM 2006 – Multiscale &

Functionally Graded Materials

Conference, Honolulu – O’Ahu,

Hawaii, U.S.A., October 15-18 2006

A. Velhinho, PhD thesis,

Universidade Nova de Lisboa, 2004

Este trabalho apresentará uma componente de

simulação, mediante a aplicação de meios de

Computational Fluid Mechanics




5

TÉCNICAS: Simulação computacional (gProms, MatLab),

Microscopia (óptica, SEM), Análise Quantitativa de Imagem, outras

(caracterização microestrutural)

LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N e CQFB/REQUIMTE

ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho (DCM) / José Paulo Mota (DQ)

Tema 1:


Este trabalho surge na sequência de outro, actualmente desenvolvido por Rui

Camões, o qual deverá conduzir até ao final a duas publicações científicas




6

Tema 2:

Microtomografia aplicada a FGMMCs

OBJECTIVO: desenvolvimento e optimização de rotinas de

processamento de imagens microtomográficas, tendo em vista a

caracterização estrutural de FGMMCs convencionais e sintácticos

TÍTULO: Microtomografia de Raios-X com Radiação de Sincrotrão

aplicada a Compósitos de Matriz Metálica: realização de medidas de

natureza estereológica




7

Tema 2:


Este trabalho deverá desenvolver, além da caracterização de compósitos, a

colaboração na optimização das características de um sistema evolutivo de

processamento de imagens tomográficas.

A. Velhinho et al.,

“Nuclear Instruments &

Methods B, 200 (2003)

295-302

A. Velhinho et al., Mater.

Sci. Forum, 492-493

(2005) 621-626

A. Velhinho, JORTEC

2007 – Jornadas

Tecnológicas da FCT-

UNL, Campus da

Caparica, Portugal, 07-

11 Maio 2007




8

Tema 2:


TÉCNICAS: SXMT, QIA,Microscopia (óptica, SEM), Simulação

computacional

LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N e CITI

ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho (DCM) / Pedro Medeiros (DI)

Este trabalho insere-se num projecto actualmente submetido à

FCT/MCTES




9

Tema 3: Análise Quantitativa de Imagem

aplicada a MMCs

OBJECTIVO: adaptação e desenvolvimento de rotinas pré-existentes

de QIA, de modo a assegurar a caracterização do grau de aglomeração

de partículas de reforço

TÍTULO: Avaliação por Análise Quantitativa de Imagem do Grau de

Aglomeração de Partículas de Reforço em Compósitos de Matriz

Metálica

N. Silva, A. Velhinho, Mater. Sci. Forum, 514-516 (2006) 779-783

SXMT

IS NOT

READILY

AVAILABLE




10


aplicada a MMCs

Composite

micrographs

Computer

generated

microstructures

QIA

routine




11


aplicada a MMCs

TÉCNICAS: Microscopia óptica, QIA, Simulação computacional

LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N

ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho (DCM)




12

Tema 4: Produção de SFGMMCs por

fundição gravítica

OBJECTIVO: concepção e execução de um sistema capaz de

proceder à solidificação controlada de uma mistura metálica em fusão

contendo no seu interior uma dispersão de microbalões cerâmicos.

TÍTULO: Desenvolvimento de um sistema de arrefecimento

controlado para produção por segregação gravítica de compósitos

sintácticos de matriz de alumínio com gradiente funcional de

propriedades




13



O principal obstáculo experimental

à produção de SFGMMCs pela via

fundição com agitação fundição

centrífuga reside nas forças de

flutuação que afectam os

microbalões.

Mediante o controlo do avanço da

frente de solidificação da matriz

metálica, pretende-se obviar a

essa dificuldade, e garantir uma

distribuição mais regular dos

reforços cerâmicos no compósito

FGM.




14



TÉCNICAS: Projecto e execução de sistema termomecânico,

microscopia (óptica, SEM), DSC


ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho (DCM)




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Tema 5: Produção de compósitos

nanoestruturados e NFGMMCs

OBJECTIVO: avaliação e optimização da produção de MMC’s e

FGMMC’s Al/cerâmico nano/submicroestruturados através da fileira PM

ECAP

TÍTULO: Processamento de Compósitos/FGMs Nanoestruturados

Através da Fileira Pulverometalurgia + Deformação Plástica Severa

Micrografia FESEM

da liga metálica

nanoestruturada

Scifer

H. Bhadeshia, Mater.

Sci. & Technol. 21

(2003) pp. 1293-1302

Cerca de 6 toneladas de bainite

nanoestruturada

www.msm.cam.ac.uk

http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2007/tonnes/tonnes-Pages/Image0.html




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ECAP (Equal-Channel Angular Pressing / Extrusão

Angular de Secção Constante) – processo de

Deformação Plástica Severa (SPD)




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TÉCNICAS: Pulverometalurgia, ECAP, Microscopia (óptica, SEM,

TEM), DRX, ensaios mecânicos


ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho / FM Braz Fernandes (DCM)

Este trabalho insere-se num projecto actualmente submetido à

FCT/MCTES




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F. M. Braz Fernandes



CENIMAT/I3N


Materiais e sistemas inteligentes

Mestrado em





03 de Junho de 2009




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Tema 1:

Aplicações das ligas com memória de

forma em Eng.ª Civil

OBJECTIVO:

(i) identificar aplicações de ligas com memória de forma para o

desenvolvimento de aplicações em Eng.ª Civil, envolvendo absorção de

energia / monitorização de componentes estruturais / auto-recuperação

de danos estruturais (“self-healing”).




20

Tema 1:

Aplicações das ligas com memória de

forma em Eng.ª Civil

TÉCNICAS: Ensaios mecânicos, DSC, DRX in situ

LOCAL: CENIMAT/I3N

ORIENTAÇÃO: F. M. Braz Fernandes

OUTRAS INFORMAÇÕES: possibilidade de atribuição de Bolsa de

Inciação à Investigação durante uma parte do ano lectivo (a confirmar)




21

Tema 2:

Desenvolvimento de protótipos de actuadores

baseados em ligas com memória de forma

OBJECTIVO:

Desenvolvimento de protótipos de sensores / actuadores

TÉCNICAS: Ensaios mecânicos, DSC, cálculo e projecto de

componentes mecânicos

LOCAL: CENIMAT/I3N

ORIENTAÇÃO: F. M. Braz Fernandes




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Mestrado em




Abrangente e de Alto NívelDEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS


CENIMAT/I3N


Ensaios electroquímicos em materiais metálicos

Rui Silva (DCM)

Karimbi Mahesh (CENIMAT/I3N)




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Objectivo e Técnicas

Potentiodynamic curve

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

-9 -7 -5 -3 -1Log current density [A/cm²]

E lectr

ode P

ote

nti

al

(V) vs S

CE

Alloy-S

0

100

200

300

400

500

0 20 40 60 80 100

Zr (kOhm.cm2)

-Zi

(kO

hm

.cm

2) 0 Day

1 Day

2 Day

3 Day

4 Day

5 Day

6 Day

7 Day

Analisar o comportamento à corrosão de materiais metálicos

em diferentes meios e/ou condições de tratamento

Ensaios electroquímicos: Voltametria, OCPs e EIS

Observações complementares: MO e SEM-EDS

OCP

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-5 15 35 55 75

Time (min)

Pote

nti

al (m

V)




24

O laboratório/Equipamento

DCM, Lab. 211 E- II




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Materiais

Ligas NiTi Superelásticas –

Comparação do comportamento químico

em função da estrutura:

Austenite vs. martensite (sob tensão)

Possíveis colaborações:

Laboratório de Electroquímica do

Departamento de Química do IST

NiTi




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Mestrado em





Controlo Metalúrgico em Soldaduras de

Componentes Automóveis

André Ferreira (Benteler)

Rui Silva (DCM)

Palmela, Portugal




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Objectivo e plano de estágio

Objectivo: Controlo e optimização dos processos de soldadura

na empresa.

1ª fase:

• Controlo metalúrgico: preparação de amostras de cordões de soldadura,

análise de resultados, validação de processo;

• Controlo dimensional: análise de relatórios 3D e ajustes de mesas de

soldadura;

• Gestão de Documentação: gestão de documentação da área de Soldadura

(procedimentos, instruções de ensaios, registos)

2ª fase:

Familiarização com o processo: soldadura MIG por robot;

Optimização do processo de soldadura: parâmetros de processo a nível de

qualidade e tempo de ciclo.




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Material

Soldaduras (MIG e por pontos) componentes dos veículos

para a AutoEuropa (parachoques & suportes de tabliê).




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Técnicas, …

Início imediato, se possível.

Estágio não remunerado.

Principais técnicas experimentais a utilizar:

- Ensaios destrutivos (ensaios de tracção) e

- Macrografias (corte, preparação de amostras, análise dos

cordões de soldadura - penetração, porosidade, etc).

Preferência:

Disciplina de soldadura.

Conhecimentos de Metrologia

Conhecimentos de processos de Garantia de Qualidade

Conhecimentos de Inglês. Alemão e Castelhano são extras valorizados.




30

Obrigado

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