Propriedades de armazenagem de hidrogênio do intermetálico TiFe processado por moagem de alta energia e laminação a frio sob atmosfera controlada
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Data de Publicação: | 2017 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9765 |
Resumo: | TiFe is a material of practical interest for hydrogen storage due to its absorption capacity of ~ 1.9 wt. % H at room temperature and the relative low cost of its constituent elements. However, this intermetallic requires a process of thermal activation to absorb hydrogen, in order to overcome the deleterious effects of the contamination of the material by atmospheric oxygen. Thermal activation processes can be long and complex. In order to avoid them, in this study two processing routes were designed: (1) mechanical alloying to obtain TiFe from the constituent powders, and (2) Cold Rolling under inert atmosphere of the intermetallic TiFe processed by arc melting. In this study, a new processing strategy was investigated: pre-milling Ti and Fe powders with the purpose of preparing superficially the milling vial and then a new milling of these elements in the presence of stearic acid. This strategy generated good material recovery after 2 hours of milling and low oxygen contamination. In addition to that, H-absorption capacities of 0.9; 1.0; 1.1 and 1.2 wt. % H2 (room temperature and 20 bar of H2), were obtained for processing times of 2, 6, 10 and 20 h, respectively, without using a thermal activation process. On the other hand, after cold rolling under inert atmosphere of the intermetallic TiFe processed by arc melting, it was observed a fast absorption of hydrogen (room temperature and 20 bar of H2) without the use of a thermal activation process, obtaining absorption capacities of: 1.4 wt. % H2 in the powder and in the flake after 20 passes and 1.4 wt. % H2 in the powder and 1.3 wt. % H2 in the flake after 40 passes. |
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However, this intermetallic requires a process of thermal activation to absorb hydrogen, in order to overcome the deleterious effects of the contamination of the material by atmospheric oxygen. Thermal activation processes can be long and complex. In order to avoid them, in this study two processing routes were designed: (1) mechanical alloying to obtain TiFe from the constituent powders, and (2) Cold Rolling under inert atmosphere of the intermetallic TiFe processed by arc melting. In this study, a new processing strategy was investigated: pre-milling Ti and Fe powders with the purpose of preparing superficially the milling vial and then a new milling of these elements in the presence of stearic acid. This strategy generated good material recovery after 2 hours of milling and low oxygen contamination. 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Entretanto, este intermetálico precisa de um processo de ativação térmica para absorver H2, de forma a superar os efeitos deletérios da contaminação do material pelo oxigênio atmosférico. Os processos de ativação térmica podem ser longos e complexos. Na tentativa de evita-los, neste estudo foram projetadas duas rotas de processamento: (1) elaboração mecânica para obter TiFe a partir dos pós constituintes, e (2) laminação a frio sob atmosfera controlada do intermetálico TiFe elaborado por fusão a arco. Na rota de elaboração mecânica do TiFe, poucas vezes é relatada na literatura a aderência de material no meio de moagem. Neste estudo foi investigada uma nova estratégia de processamento: pré-moagem dos pós de Ti e Fe com o objetivo de preparar superficialmente a cuba e depois uma nova moagem destes elementos na presença de ácido esteárico. Esta estratégia proporcionou boa recuperação de material após 2 horas de moagem e baixa contaminação por oxigênio. Além disso, obteve-se, sem uso de ativação térmica, capacidades de armazenagem de 0,9; 1,0; 1,1 e 1,2 % p. H2 à temperatura ambiente e pressão de 20 bar, para os tempos de moagem 2, 6, 10 e 20 h respectivamente. Por outro lado, após laminação a frio sob atmosfera controlada do intermetálico TiFe processado por fusão a arco, foi observada rápida absorção de hidrogênio à temperatura ambiente e pressão de 20 bar, sem uso de um processo de ativação térmica, obtendo-se capacidades de absorção de: 1,4 % p. H2 no pó e na lâmina após 20 passes e 1,4 % p. H2 no pó e 1,3 % p. H2 na lâmina após 40 passes.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 2013/05987-8porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarMoagem de alta energiaLaminação a frio sob atmosfera controladaArmazenagem de hidrogênioTiFeHigh energy ball millingCold rolling under inert atmosphereHydrogen storageENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAPropriedades de armazenagem de hidrogênio do intermetálico TiFe processado por moagem de alta energia e laminação a frio sob atmosfera controladaHydrogen storage properties of alloy TiFe prepared by mechanical alloying and cold rolling under inert atmosphereinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnline600d0a7bfae-9779-4d88-b972-a012bdfc6aa3info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9765/3/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD53ORIGINALVEGA_Luis_2018.pdfVEGA_Luis_2018.pdfapplication/pdf4449178https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9765/4/VEGA_Luis_2018.pdf9ebd25e5fd089a9ae296a0d445f1417eMD54TEXTVEGA_Luis_2018.pdf.txtVEGA_Luis_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain137273https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9765/5/VEGA_Luis_2018.pdf.txtb0110f773e5cc6eb41941ea618fcbda3MD55THUMBNAILVEGA_Luis_2018.pdf.jpgVEGA_Luis_2018.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6719https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9765/6/VEGA_Luis_2018.pdf.jpge2f1077516515f2be79d73af9c77175fMD56ufscar/97652023-09-18 18:31:10.629oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:10Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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