https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/7448 2026-10-18T09:18:25Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/277123 Avaliação da influência do desgaste do conjunto fuso-cilindro no desempenho do processo de injeção de PVC Vieira, Celso Júnior de Castro O processamento de policloreto de vinila (PVC) por moldagem por injeção é amplamente utilizado na fabricação de componentes para condução de fluidos, especialmente no setor de tubos e conexões. Nesse contexto, é comum a incorporação de cargas minerais, como o carbonato de cálcio, com o objetivo de reduzir custos e ajustar propriedades do material. Entretanto, a presença dessas cargas intensifica o caráter abrasivo do composto durante o processamento, promovendo o desgaste progressivo do conjunto fuso-cilindro. Esse desgaste pode alterar a folga radial entre os componentes, comprometendo a eficiência volumétrica do sistema de plastificação, a estabilidade térmica do processo e a qualidade final das peças produzidas. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo investigar a influência do desgaste do conjunto fuso-cilindro, associado ao processamento de compostos de PVC com cargas minerais, nos parâmetros operacionais do processo de injeção e na qualidade final das peças. Os resultados obtidos indicaram que o aumento da folga radial está diretamente relacionado à redução da resistência mecânica das peças, à diminuição da temperatura de processamento e ao aumento do tempo de ciclo. Dessa forma, o presente estudo tem como objetivo investigar a influência do desgaste do conjunto fuso-cilindro, associado ao processamento de compostos de PVC com cargas minerais, nos parâmetros operacionais do processo de injeção e na qualidade final das peças produzidas.; Polyvinyl chloride (PVC) processing by injection molding is widely used in the production of components for fluid conveyance, particularly in the pipe and fittings sector. In this context, the incorporation of mineral fillers, such as calcium carbonate, is a common practice aimed at reducing formulation costs and tailoring material properties. However, the presence of these fillers increases the abrasive nature of the compound during processing, promoting progressive wear of the screw–barrel assembly. This wear leads to an increase in the radial clearance between components, compromising the volumetric efficiency of the plastification system, the thermal stability of the process, and the final quality of the manufactured parts. Therefore, this study investigates the influence of screw–barrel wear, associated with the processing of PVC compounds containing mineral fillers, on the operational parameters of the injection molding process and on the final quality of the produced parts. The results indicate that increasing radial clearance is directly related to a reduction in the mechanical strength of the parts, a decrease in processing temperature, and an increase in cycle time. It is concluded that screw–barrel wear has a significant impact on both product quality and process efficiency, highlighting the importance of monitoring and controlling wear to ensure process stability and industrial performance. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia de Materiais. 2026-04-10T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274658 Influência da microestrutura de ferros fundidos cinzentos na adesão de zinco em superfícies nitretadas a plasma e revestidas com DLC para aplicações em estampagem automotiva Silveira, João Pedro Vaz Chapas galvanizadas são amplamente empregadas na indústria automotiva devido à resistência à corrosão proporcionada pelo revestimento de zinco; entretanto, durante operações de estampagem, o contato entre chapa e ferramenta pode favorecer a transferência de Zn para a superfície dos ferramentais, promovendo a formação de regiões aderidas, alterações na topografia local, aumento do atrito e instabilidade do processo. Esse fenômeno é particularmente crítico em ferramentas fabricadas em ferros fundidos, os quais a microestrutura, conteúdo de grafita, a rugosidade e o suporte mecânico podem influenciar diretamente a integridade dos tratamentos superficiais e a nucleação da adesão. Nesse contexto, sistemas duplex formados por nitretação a plasma e filmes de carbono tipo diamante (DLC) surgem como alternativas de engenharia de superfície, mas seu desempenho depende da condição do substrato. Este trabalho avaliou a influência da microestrutura de substratos ferrosos na integridade de sistemas nitretação–DLC e na tendência à adesão e transferência de Zn em contato com aço galvanizado. Foram estudados o ferro fundido cinzento G2500, o ferro fundido de fundição contínua FUCO GMI e o aço SAE 1045, além de uma condição revestida com cromo duro utilizada como referência industrial. Os materiais foram caracterizados quanto à microestrutura, incluindo análise das estruturas grafíticas, dureza, topografia, formação de camada nitretada, e dos filmes DLC. O desempenho tribológico foi avaliado por ensaios de cilindros cruzados sob cargas de 5, 50 e 95 N, com análise das marcas por microscopia óptica, MEV-BSE, EDS e binarização de imagens. Os resultados mostraram que, na condição polida, o G2500 apresentou grafita lamelar mais grosseira (76–205 µm²) e maior rugosidade (Sa = 0,163 ± 0,055 µm), enquanto o FUCO GMI apresentou grafita mais refinada (25–58 µm²) e menor rugosidade (Sa = 0,038 ± 0,002 µm). Essa diferença microestrutural refletiu diretamente no comportamento tribológico, com o G2500 apresentando maior tendência à transferência de Zn, atingindo áreas aderidas de até 27,63 ± 7,58 ×10⁻³ mm², enquanto o FUCO GMI apresentou menor área aderida, com valores máximos de 5,26 ± 2,61 ×10⁻³ mm². O SAE 1045 apresentou menor dureza de topo, mas a matriz contínua exibiu menor rugosidade. O cromo duro apresentou a menor área aderida entre as condições avaliadas. Conclui-se que o desempenho dos sistemas nitretação–DLC não foi controlado apenas pela presença do revestimento ou pela dureza de superfície máxima, mas pela interação entre microestrutura, topografia, suporte mecânico em profundidade e integridade local do filme.; Galvanized steel sheets are widely used in the automotive industry due to the corrosion resistance provided by the zinc coating. However, during stamping operations, the contact between the sheet and the tool may promote Zn transfer to the tool surface, leading to formation of adhered regions, changes in local topography, increased friction, and process instability. This phenomenon is particularly critical in tools made of cast irons, whose microstructure, graphite content, surface topography, and mechanical support can directly influence the integrity of surface treatments and the nucleation of adhesion. In this context, duplex systems composed of plasma nitriding and diamond-like carbon (DLC) films emerge as surface engineering alternatives, although their performance depends on the condition of the substrate. This study evaluated the influence of the microstructure of ferrous substrates on the integrity of nitriding– DLC systems and on the tendency for adhesion and Zn transfer in contact with galvanized steel. Gray cast iron G2500, continuous cast iron FUCO GMI, and SAE 1045 steel were investigated, along with a hard chromium-coated condition used as an industrial reference. The materials were characterized in terms of microstructure, including analyses of graphite structures, hardness, topography, nitride layer formation, and DLC films. Tribological performance was evaluated by crossed-cylinder tests under loads of 5, 50, and 95 N, with wear tracks analyzed by optical microscopy, SEM-BSE, EDS, and image binarization. The results showed that, in the polished condition, G2500 presented coarser lamellar graphite (76–205 µm²) and higher roughness (Sa = 0.163 ± 0.055 µm), whereas FUCO GMI exhibited more refined graphite (25– 58 µm²) and lower roughness (Sa = 0.038 ± 0.002 µm). This microstructural difference was directly reflected in the tribological behavior, with G2500 showing a greater tendency for Zn transfer, reaching adhered areas of up to 27.63 ± 7.58 × 10⁻³ mm², while FUCO GMI showed smaller adhered areas, with maximum values of 5.26 ± 2.61 × 10⁻³ mm². SAE 1045 steel exhibited lower near-surface hardness, but its continuous matrix showed lower roughness. Hard chromium presented the lowest adhered area among the evaluated conditions. It is concluded that the performance of nitriding–DLC systems was not governed solely by the presence of the coating or by the maximum surface hardness, but rather by the interaction among microstructure, topography, mechanical support in depth, and local film integrity. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia de Materiais. 2026-07-17T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274593 Síntese e caracterização de niobato de sódio utilizando partículas cristalinas e sub micrométricas de Nb₂O₅ Costa Cassio, Amanda A crescente demanda por materiais piezoelétricos livres de chumbo tem impulsionado o desenvolvimento de alternativas ao titanato zirconato de chumbo (PZT), tradicionalmente utilizado em dispositivos eletromecânicos. Nesse contexto, o niobato de sódio (NaNbO₃, NN) destaca-se como um material promissor devido à sua estrutura perovskita e ao potencial de estabilização de fases ferroelétricas. Entretanto, a obtenção dessas fases depende diretamente das condições de processamento e da manutenção da estequiometria durante a síntese. Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar o niobato de sódio por reação em estado sólido utilizando partículas cristalinas e submicrométricas de Nb₂O₅, investigando a influência da temperatura, do tempo de tratamento térmico e de desvios estequiométricos de sódio sobre a formação das fases cristalinas do sistema. Inicialmente, o precursor Nb₂O₅ foi submetido a tratamento térmico a 1000 °C para a maximização da presença da estrutura cristalina correspondente à fase monoclínica (H−Nb₂O₅). Em seguida, misturas reacionais de Nb₂O₅ e Na₂CO₃ foram processadas e tratadas termicamente em diferentes condições de tempo e temperatura. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, refinamento de Rietveld, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e análise de área superficial específica. Os resultados obtidos indicaram que a condição de síntese a 600 °C por 24 h foi a mais favorável para a formação da fase ferroelétrica ortorrômbica P2₁ma, apresentando a maior fração desta fase entre as condições avaliadas. Verificou-se também que a correção estequiométrica realizada com base na perda de massa dos precursores promoveu uma deficiência de sódio na mistura reacional, favorecendo a formação da fase intermediária Na₂Nb₄O₁₁. A eliminação dessa correção resultou em uma redução expressiva da fração da fase intermediária para 0,56%, acompanhada do aumento da fração ferroelétrica para 57%. Esses resultados evidenciam a forte influência do controle estequiométrico e dos parâmetros de tratamento térmico na formação e estabilização das fases cristalinas do NaNbO₃, contribuindo para o aprimoramento das rotas de processamento de piezocerâmicas livres de chumbo.; The growing demand for lead-free piezoelectric materials has driven the development of alternatives to lead zirconate titanate (PZT), which is traditionally used in electromechanical devices. In this context, sodium niobate (NaNbO₃, NN) stands out as a promising material due to its perovskite structure and its potential for stabilizing ferroelectric phases. However, the formation of these phases is strongly dependent on processing conditions and the maintenance of stoichiometry during synthesis. This study aimed to synthesize and characterize sodium niobate through a solid-state reaction route using crystalline and submicrometric Nb₂O₅ particles, investigating the influence of temperature, heat-treatment duration, and sodium stoichiometric deviations on the formation of crystalline phases within the system. Initially, the Nb₂O₅ precursor was subjected to heat treatment at 1000 °C to maximize the presence of the monoclinic crystalline structure (H-Nb₂O₅). Subsequently, reaction mixtures of Nb₂O₅ and Na₂CO₃ were processed and heat-treated under different time and temperature conditions. The samples were characterized by X-ray diffraction, Rietveld refinement, Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and specific surface area analysis. The results indicated that the synthesis condition of 600 °C for 24 h was the most favorable for the formation of the orthorhombic ferroelectric P2₁ma phase, yielding the highest fraction of this phase among the evaluated conditions. It was also observed that the stoichiometric correction based on precursor mass loss promoted sodium deficiency in the reaction mixture, favoring the formation of the intermediate Na₂Nb₄O₁₁ phase. Eliminating this correction led to a significant reduction in the intermediate phase fraction to 0.56%, accompanied by an increase in the ferroelectric phase fraction to 57%. These findings demonstrate the strong influence of stoichiometric control and heat-treatment parameters on the formation and stabilization of crystalline phases in NaNbO₃, contributing to the optimization of processing routes for lead-free piezoceramics. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia de Materiais. 2026-07-08T00:00:00Z