Produção do compósito cerâmico baseado em Al2O3-ZrO2 reforçado com Dy2O3 para revestimento de tanque de petróleo
Ano de defesa: | 2021 |
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Link de acesso: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45451 |
Resumo: | A indústria petrolífera enfrenta um problema crítico no processo de armazenamento de petróleo por causa da degradação dos tanques feitos de materiais metálicos. Uma alternativa para sanar a degradação desses tanques é o uso de revestimentos mais resistentes ao petróleo, que é um produto altamente corrosivo e quimicamente reativo. Desta forma, há uma demanda de desenvolvimento de materiais para esse fim. Por sua alta resistência corrosiva, os materiais cerâmicos mostram-se favoráveis para tal aplicação. As cerâmicas baseadas em alumina são as mais utilizadas quando a demanda é de material de alta tenacidade e resistência mecânica. Estudos relatam que cerâmicas baseadas em alumina tem suas propriedades melhoradas e sua fragilidade intrínseca reduzida quando há incorporações de óxido zircônio. Além disso, suas qualidades, sendo elas a tenacidade, a resistência mecânica e a ambiente hostil, aumentam ainda mais com pequenas incorporações de óxidos de terras raras. Neste contexto, foram produzidos compósitos cerâmicos alumina-zircônia, reforçados com óxido de terra rara (Dy2O3), variando as porcentagens em peso do óxido de disprósio em 1% e 3%, e da zircônia em 5%, 10%, 15% e 20% em peso. A produção dos compósitos se deu por processo termomecânico e sinterização a uma temperatura de 1350oC e suas propriedades mecânicas e características estruturais e microestruturais foram estudadas através da microdureza Vickers, da difração de raios-X (DRX), da microscopia óptica e da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos foram testados antes e depois da imersão em petróleo cru para o estudo da estabilidade do material desenvolvido. Os resultados mostraram uma boa homogeneidade de distribuição e de tamanho de partícula. Os resultados de DRX e MEV mostraram que não houve mudança na fase cristalina do compósito e que há estabilidade física e química quando em contato com petróleo cru. Portanto, os resultados mostram que os compósitos produzidos são adequados para utilização como revestimento cerâmico para indústria petrolífera. |
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PADILHA, Manuella Batistahttp://lattes.cnpq.br/2610927444962273http://lattes.cnpq.br/0900173884647980YADAVA, Yogendra Prasad2022-08-04T14:00:49Z2022-08-04T14:00:49Z2021-08-31PADILHA, Manuella Batista. Produção do compósito cerâmico baseado em Al2O3-ZrO2 reforçado com Dy2O3 para revestimento de tanque de petróleo. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45451A indústria petrolífera enfrenta um problema crítico no processo de armazenamento de petróleo por causa da degradação dos tanques feitos de materiais metálicos. Uma alternativa para sanar a degradação desses tanques é o uso de revestimentos mais resistentes ao petróleo, que é um produto altamente corrosivo e quimicamente reativo. Desta forma, há uma demanda de desenvolvimento de materiais para esse fim. Por sua alta resistência corrosiva, os materiais cerâmicos mostram-se favoráveis para tal aplicação. As cerâmicas baseadas em alumina são as mais utilizadas quando a demanda é de material de alta tenacidade e resistência mecânica. Estudos relatam que cerâmicas baseadas em alumina tem suas propriedades melhoradas e sua fragilidade intrínseca reduzida quando há incorporações de óxido zircônio. Além disso, suas qualidades, sendo elas a tenacidade, a resistência mecânica e a ambiente hostil, aumentam ainda mais com pequenas incorporações de óxidos de terras raras. Neste contexto, foram produzidos compósitos cerâmicos alumina-zircônia, reforçados com óxido de terra rara (Dy2O3), variando as porcentagens em peso do óxido de disprósio em 1% e 3%, e da zircônia em 5%, 10%, 15% e 20% em peso. A produção dos compósitos se deu por processo termomecânico e sinterização a uma temperatura de 1350oC e suas propriedades mecânicas e características estruturais e microestruturais foram estudadas através da microdureza Vickers, da difração de raios-X (DRX), da microscopia óptica e da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos foram testados antes e depois da imersão em petróleo cru para o estudo da estabilidade do material desenvolvido. Os resultados mostraram uma boa homogeneidade de distribuição e de tamanho de partícula. Os resultados de DRX e MEV mostraram que não houve mudança na fase cristalina do compósito e que há estabilidade física e química quando em contato com petróleo cru. Portanto, os resultados mostram que os compósitos produzidos são adequados para utilização como revestimento cerâmico para indústria petrolífera.CAPESThe oil industry faces a critical problem in the oil storage process because of the degradation of tanks made by metallic materials. An alternative to remedy the degradation of these tanks is the use of coatings more resistant to oil, which is a highly corrosive and chemically reactive product. Thus, there is a demand for the development of materials for this purpose. Due to their high corrosive resistance, ceramic materials are favorable for such application. Alumina-based ceramics are one of the most used when the demand is for material with high tenacity and mechanical resistance. Studies report that alumina-based ceramics have their properties improved and their intrinsic brittleness reduced, with incorporation of zirconium oxide. Furthermore, its qualities, namely toughness, mechanical resistance and hostile environment, increase even more with small incorporations of rare earth oxides. In this context, in the present project, alumina-zirconia ceramic composites reinforced with rare earth oxide (Dy2O3) were obtained, varying the percentages by weight of dysprosium oxide in 1% and 3%, and of zirconia in 5%, 10%, 15% and 20% by weight. The composites were produced by thermomechanical process and sintering at a temperature of 1350oC and their mechanical properties and characteristic and microstructural characteristics were studied using Vickers microhardness testing, X-ray diffraction (XRD), optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The composites were tested before and after immersion in crude oil to study the stability of the material developed. The results showed good particle size and distribution homogeneity. The DRX and SEM results showed that there was no change in the crystalline phase of the composite and that there is physical and chemical stability when in contact with crude oil. Therefore, the results show that the composites produced are suitable for use as a ceramic coating for the oil industry.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEngenharia mecânicaCompósitos cerâmicos alumina-zircôniaÓxido de terra rara Dy2O3Revestimento cerâmicoPetróleo cruProdução do compósito cerâmico baseado em Al2O3-ZrO2 reforçado com Dy2O3 para revestimento de tanque de petróleoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45451/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45451/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdfDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdfapplication/pdf8501236https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45451/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Manuella%20Batista%20Padilha.pdf5c44eeb653bba0336a2e81ad7bc27636MD51TEXTDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdf.txtDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdf.txtExtracted texttext/plain104823https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45451/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Manuella%20Batista%20Padilha.pdf.txt5c5de26deecb569b952cc8558687bb6fMD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Manuella Batista Padilha.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1242https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45451/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Manuella%20Batista%20Padilha.pdf.jpg88824249656ece4b107dbbb51edf896fMD55123456789/454512022-08-05 02:16:38.868oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-08-05T05:16:38Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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