Fabricação e caracterização de ligas de Titânio-Zircônio-Vanádio para aplicações em ambientes expostos ao hidrogênio
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Resumo: | The research proposes the development and manufacture of titanium-zirconium alloys with alloying elements capable of inhibiting, or reducing the formation of hydrides, in these materials. Such alloys have the potential for industrial applications in corrosive environments with the presence of a high concentration of hydrogen, for any components of interest to the application. This project seeks to integrate theoretical thermodynamic simulations with further experimental development of the alloy. Theoretical combinations of alloys were evaluated and the most interesting ones were selected for manufacturing and testing. The main focus was on conducting electrochemical hydrogen permeation experiments, in addition to characterization of the alloy with x-ray diffraction techniques and scanning electron microscopy. The experiments generated satisfactory results, where the electrochemical permeation allowed to calculate the hydrogen diffusion coefficients in the alloys, and the x-ray diffraction analyzes combined with those of scanning electron microscopy, allowed to evaluate the phases present in the alloys. |
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Such alloys have the potential for industrial applications in corrosive environments with the presence of a high concentration of hydrogen, for any components of interest to the application. This project seeks to integrate theoretical thermodynamic simulations with further experimental development of the alloy. Theoretical combinations of alloys were evaluated and the most interesting ones were selected for manufacturing and testing. The main focus was on conducting electrochemical hydrogen permeation experiments, in addition to characterization of the alloy with x-ray diffraction techniques and scanning electron microscopy. The experiments generated satisfactory results, where the electrochemical permeation allowed to calculate the hydrogen diffusion coefficients in the alloys, and the x-ray diffraction analyzes combined with those of scanning electron microscopy, allowed to evaluate the phases present in the alloys.A pesquisa propõe o desenvolvimento e a fabricação de ligas de titânio-zircônio com elementos de liga capazes de inibir, ou reduzir a formação de hidretos, nesses materiais. Tais ligas têm potencial para aplicações industriais em ambientes corrosivos com presença de alta concentração de hidrogênio, para quaisquer componentes de interesse da aplicação. Busca-se nesse projeto integrar simulações termodinâmicas teóricas com um posterior desenvolvimento experimental da liga. Foram avaliadas as combinações teóricas de ligas, sendo selecionadas as mais interessantes para a fabricação e realização de testes. O foco principal foi em realizar experimentos de permeação eletroquímica por hidrogênio, além de caracterizações da liga com técnicas de difração de raio-x e microscopia eletrônica de varredura. Os experimentos geraram resultados satisfatórios, onde a permeação eletroquímica permitiu calcular os coeficientes de difusão do hidrogênio nas ligas, e as análises de difração de raio-x combinadas com as de microscopia eletrônica de varredura, permitiram avaliar as fases presentes nas ligas.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-05-16T17:01:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rodrigo Sena Barbosa Leite - 2020 - Completo.pdf: 7067481 bytes, checksum: a4bac342d57915d5456061cc419d82ae (MD5)Made available in DSpace on 2022-05-16T17:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rodrigo Sena Barbosa Leite - 2020 - Completo.pdf: 7067481 bytes, checksum: a4bac342d57915d5456061cc419d82ae (MD5) Previous issue date: 2020-09-02application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaMechanical engineeringAlloys (Metallurgy)HydridesThermodynamicsX-Rays - DiffractionElectron microscopyEngenharia mecânicaLigas (Metalurgia)HidretosTermodinâmicaRaios X - DifraçãoMicroscopia eletrônicaENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOSFabricação e caracterização de ligas de Titânio-Zircônio-Vanádio para aplicações em ambientes expostos ao hidrogênioManufacture and characterization of Titanium-Zirconium-Vanadium alloys for hydrogen storage and hydride prevention systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Rodrigo Sena Barbosa Leite - 2020 - Completo.pdfDissertação - Rodrigo Sena Barbosa Leite - 2020 - Completo.pdfapplication/pdf7067481http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17743/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Rodrigo+Sena+Barbosa+Leite+-+2020+-+Completo.pdfa4bac342d57915d5456061cc419d82aeMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/17743/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/177432024-02-27 15:31:06.796oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:31:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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