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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
Engenharia de Materiais
2º ciclo de Bolonha 2009-2010
A Formação em Engenharia
Abrangente e de Alto Nível
03 de Junho de 2009
Feira dosTEMAS DE DISSERTAÇÃO
2009 - 2010Mestrado em
Engenharia de Materiais
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Prof. Alexandre Velhinho
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Sector de Metalurgia
CENIMAT/I3N
Grupo de Materiais Estruturais
Materiais compósitos ecom gradiente funcional de
propriedades
Mestrado em
Engenharia de Materiais
2º ciclo de Bolonha 2009-2010
A Formação em Engenharia
Abrangente e de Alto Nível
03 de Junho de 2009
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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
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Tema 1:
Modelação de Processo em FGMMCs
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
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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:
Modelação de Processo em FGMMCs
Este trabalho surge na sequência de outro, actualmente desenvolvido por Rui
Camões, o qual deverá conduzir até ao final a duas publicações científicas
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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
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Tema 2:
Microtomografia aplicada a FGMMCs
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
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Tema 2:
Microtomografia aplicada a FGMMCs
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
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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
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Tema 3: Análise Quantitativa de Imagem
aplicada a MMCs
Composite
micrographs
Computer
generated
microstructures
QIA
routine
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Tema 3: Análise Quantitativa de Imagem
aplicada a MMCs
TÉCNICAS: Microscopia óptica, QIA, Simulação computacional
LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N
ORIENTAÇÃO: Alexandre Velhinho (DCM)
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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
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Tema 4: Produção de SFGMMCs por
fundição gravítica
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.
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Tema 4: Produção de SFGMMCs por
fundição gravítica
TÉCNICAS: Projecto e execução de sistema termomecânico,
microscopia (óptica, SEM), DSC
LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N
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
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Tema 5: Produção de compósitos
nanoestruturados e NFGMMCs
ECAP (Equal-Channel Angular Pressing / Extrusão
Angular de Secção Constante) – processo de
Deformação Plástica Severa (SPD)
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Tema 5: Produção de compósitos
nanoestruturados e NFGMMCs
TÉCNICAS: Pulverometalurgia, ECAP, Microscopia (óptica, SEM,
TEM), DRX, ensaios mecânicos
LOCAL: FCT/UNL, envolvendo CENIMAT/I3N
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
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Materiais e sistemas inteligentes
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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”).
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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)
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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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Grupo de Materiais Estruturais
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)
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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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A Formação em Engenharia
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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.