Effect of Co addition on the lattice parameter, electrical conductivity and sintering of gadolinia-doped ceria

Co-sintering aid has been added to Ce1.9Gd0.1O1.95 (CGO) by treating a commercial powder with Co(NO3)(2) (COCGO), X-ray diffraction (XRD) measurements of lattice parameter indicated that the Co was located on the CGO particle surface after calcination at 650 degreesC. After heat treatment at temperatures above 650 degreesC, the room temperature lattice parameter of CGO was found to increase, indicating redistribution of the Gd. Compared to CGO, the lattice parameter of CGO + 2 cation% Co (2CoCGO) was lower for a given temperature (650-1100 degreesC), A.C. impedance revealed that the lattice conductivity of 2CoCGO was enhanced when densified at lower temperatures, Transmission electron microscopy (TEM) showed that, even after sintering for 4 h at 980 degreesC, most of the Co was located at grain boundaries. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Improving the ionic conductivity of yttria-stabilised zirconia electrolyte materials

Low-temperature anneals (1200 degreesC for 40 h) of 8 mol% yttria-stabilised zirconia, prior to the samples being sintered at 1500 degreesC, had the effect of improving the ionic conductivity of the specimens. The presence Of SiO2 in the specimens was shown to be detrimental, however. Irrespective of the SiO2 content, this type of heat treatment also leads to improvements in conductivity. Extensive microstructural analysis provided indication of the mechanism of this phenomenon. This included selective formation of zircon, relief of sintering strain leading to the formation of coherent grain boundaries and segregation effects. (C) 2002 Elsevier Science B.V All rights reserved.

Physicochemical and structural characterization of mesoporous aluminosilicates synthesized from leached saponite with additional aluminum incorporation

A thorough investigation was performed on the physical (mechanical, thermal, and hydrothermal stability) and chemical (ion exchange capacity and silanol number) characteristics of aluminosilicate FSMs, synthesized via a new successful short-time synthesis route using leached saponite and a low concentration of CTAB. Moreover, the influence of an additional Al incorporation, utilizing different aluminum sources, on the structure of the FSM derived from saponite is studied. A mesoporous aluminosilicate with a low Si/Al ratio of 12.8 is synthesized, and still has a very large surface area of 1130 m(2)/g and pore volume of 0.92 cm(3)/g. The aluminum-containing samples all have a high cation exchange capacity of around 1 mmol/9 while they still have a silanol number of about 0.9 OH/nm(2); both characteristics being interesting for high-yield postsynthesis modification reactions. Finally, a study is performed on the transformation of the aluminosilicates into their Bronsted acid form via the exchange with ammonium ions and a consecutive heat treatment.

Yogurt from UHT milk: a review

Continuous heat treatment by UHT processing has attracted interest as an alternative to the batch-heating method conventionally used in the production of yogurt. Several studies have been conducted on the manufacture of yogurt from milk heated by UHT processes and have compared it with the conventional method. This paper reviews the characteristics of yogurt made from UHT milk, including its apparent viscosity, gel strength, microstructure, syneresis (water-holding capacity) and flavour, as well as the behaviour of yogurt cultures in the UHT-treated pre-mix.

Variation of the pore structure of coal chars during gasification

The variation of the pore structure of several coal chars during gasification in air and carbon dioxide was studied by argon adsorption at 87 K and CO2 adsorption at 273 K. It is found that the surface area and volume of the small pores (10 Å for air gasification is constant over a wide range of conversion (>20%), while for CO2 gasification similar results are obtained using the total surface area. However, in the early stages of gasification (

Utilização de ultrassom na conservação de suco de laranja : efeito sobre características físico-químicas, enzimáticas, microbiológicas e sensoriais

O consumo de suco de frutas vem aumentando no Brasil. Entre 2002 e 2009 o consumo de sucos, sejam eles concentrados, em pó, sucos ou néctares, aumentou em 21%. Devido ao seu sabor agradável e doce, e ao seu valor nutricional, o suco de laranja é o suco mais comum fabricado pela indústria de processamento de bebidas. Diversos fatores podem afetar a qualidade do suco de laranja. A microbiota típica presente no suco de laranja pode ser proveniente de várias etapas de sua produção. Em relação às enzimas, a pectinametilesterase (PME) é a principal causadora de alterações em suco laranja. A pasteurização e a esterilização comercial são os métodos de conservação mais comuns utilizados para inativar enzimas e micro-organismos, porém podem causar efeitos adversos em relação às características sensoriais (cor, sabor, aroma, e outros) dos produtos. A tecnologia de ultrassom vem sendo estudada recentemente como uma forma de conservar os alimentos sem causar efeitos indesejáveis como os provocados pelos tratamentos térmicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da tecnologia de ultrassom e de ultrassom aliado a temperaturas brandas, como forma de conservar suco de laranja. Para isto, foram analisadas a contagem de mesófilos totais e bolores e leveduras, a atividade da pectinametilesterase, o teor de vitamina C, a cor, o pH, o teor de sólidos solúveis e a estabilidade em relação à turbidez. Ainda, avaliou-se a aceitação sensorial de suco de laranja submetido à termossonicação. Os resultados foram comparados com os obtidos para o suco natural e o suco pasteurizado. Utilizou-se um ultrassom de 40 kHz, associado às temperaturas de 25 ºC, 30 ºC, 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC durante 10 minutos. Os tratamentos utilizando ultrassom a 50 ºC e 60 ºC foram capazes de reduzir a contagem de bolores e leveduras e de mesófilos totais, apresentando uma redução de 3 ciclos logarítmicos. Resultado similar foi encontrado quando realizado o tratamento térmico a 90 ºC por 30 segundos. Observou-se que a aplicação da termossonicação permitiu uma redução significativa na atividade de PME e uma menor perda de vitamina C. O tratamento que apresentou melhor redução na atividade de PME foi utilizando ultrassom 40 kHz com temperatura de 60 ºC. Em relação ao ácido ascórbico, quanto menor a temperatura utilizada em conjunto com a sonicação, menor foi a perda deste composto. O teor de sólidos solúveis, o pH e a cor do suco não foram alterados ao longo do processamento. Avaliando a aceitabilidade do suco, verificou-se que a cor não foi influenciada por nenhum tratamento. Em relação ao aroma, sabor e aceitação global o suco submetido a termossonicação obteve aceitação sensorial superior à encontrada para o suco pasteurizado. Concluiu-se então que a utilização da termossonicação como uma forma de conservação para suco de laranja é viável.

Estudo técnico/económico da instalação de uma central de cogeração numa serração de madeira

O pinheiro tem um papel importante na ecologia e economia nacional. O Pinheiro sofre de uma praga severa, denominada por doença da murchidão dos pinheiros, causada pelo nemátodo da madeira do pinheiro (NMP). Apresenta-se como um verme microscópico, invertebrado, medindo menos de 1,5 mm de comprimento. O contágio entre árvores deve-se a vectores biologicamente conhecidos por longicórneo e capricórnio do pinheiro. Os produtores de madeira de pinho são desta forma obrigados a efectuar tratamentos térmicos (HT), de eliminação do NMP e dos seus vectores para que a exportação da madeira serrada cumpra com a norma NP 4487. De modo a manter a competitividade internacional das empresas nacionais, o impacto dos custos do HT deve ser minimizado. O objectivo desta dissertação é efectuar o estudo técnico-económico da implementação de um sistema de cogeração capaz produzir calor para efectuar o tratamento ao NMP e simultaneamente energia eléctrica para vender à rede pública. As receitas da venda de energia eléctrica poderão contribuir para a minimização dos custos do HT. Tendo em conta que os resíduos das serrações de madeira podem ser usados como combustível consideraram-se para avaliação duas tecnologias de cogeração, um sistema de turbina a vapor clássico (ciclo Rankine) e um sistema Organic Rankine Cycle (ORC), permitindo ambas a queima dos resíduos das serrações de madeira. No que diz respeito à avaliação económica, foi desenvolvido um simulador de tecnologia/modalidade de remuneração que efectua cálculos consoante as necessidades térmicas de cada produtor, a potência eléctrica a instalar e indicadores económicos, VAL, TIR e PAYBACK da instalação do sistema de cogeração. O simulador desenvolvido aplica a nova legislação que enquadra o sistema jurídico e remuneratório da cogeração (DL 23/2010), na qual se consideram duas modalidades, geral e especial. A metodologia desenvolvida foi aplicada num caso real de uma serração de madeira e os principais resultados mostram que as soluções apresentadas, turbina a vapor e sistema ORC, não apresentam viabilidade económica. Através da análise de sensibilidade, conclui-se que um dos factores que mais influência a viabilidade económica do projecto é o tempo de funcionamento reduzido. Sendo uma das soluções apresentada a criação de uma central de cogeração para vários produtores de madeira. Uma possível solução para o problema do reduzido tempo de utilização seria o fornecimento do serviço de tratamentos térmicos a outros produtores de paletes de madeira que não possuem estufa própria.

Melhoria do processo produtivo no departamento de tratamentos térmicos do F. Ramada

Na atualidade, devido à situação económico-financeira existente e à elevada competitividade de mercado, é fundamental que as empresas possam produzir o máximo, utilizando para isso o mínimo de recursos disponíveis, eliminando qualquer forma de desperdício que ocorra no seu processo. Por estas razões, são cada vez mais as empresas que seguem a filosofia Lean, orientando toda a sua estrutura produtiva no sentido de obter zero desperdícios, sem interferir com a qualidade do produto final. Com a elaboração deste trabalho, pretende-se fazer uma análise do processo produtivo do setor dos Tratamentos Térmicos, da empresa F. Ramada, identificando os desperdícios que ocorrem ao longo do processo e desenvolver um plano de ações de melhoria, utilizando para isso as ferramentas da metodologia Lean. Em primeiro lugar, fez-se uma análise do processo produtivo, onde foram identificados alguns pontos de melhoria e recolhidos os primeiros dados para uma análise mais aprofundada de cada problema. Posteriormente, estabeleceu-se um plano de ações para eliminar ou minimizar os desperdícios encontrados no processo e procedeu-se à implementação das melhorias. Após a implementação das melhorias, fez-se uma avaliação das mesmas e constatou-se, em todos os casos, uma redução dos desperdícios no processo produtivo (tempos de execução, consumo dos materiais e nos transportes).

Study of thermochemical treatments of cork in the 150-400ºC range using colour analysis and Ftir spectroscopy

A study of chemical transformations of cork during heat treatments was made using colour variation and FTIR analysis. The cork enriched fractions from Quercus cerris bark were subjected to isothermal heating in the temperature range 150–400 ◦C and treatment time from 5 to 90 min. Mass loss ranged from 3% (90 min at 150 ◦C) to 71% (60 min at 350 ◦C). FTIR showed that hemicelluloses were thermally degraded first while suberin remained as the most heat resistant component. The change of CIE-Lab parameters was rapid for low intensity treatments where no significant mass loss occurred (at 150 ◦C L* decreased from the initial 51.5 to 37.3 after 20 min). The decrease in all colour parameters continued with temperature until they remained substantially constant with over 40% mass loss. Modelling of the thermally induced mass loss could be made using colour analysis. This is applicable to monitoring the production of heat expanded insulation agglomerates.

Establishing the main Guidelines for Cast Steel to Produce Truck Parts

Este trabalho foi realizado na Scania CV AB e teve como principal objectivo estabelecer uma diretriz sobre a possível utilização de aços vazados. Existe uma grande necessidade na realização deste trabalho, de forma a apoiar os engenheiros de projecto no seu processo de selecção dos materiais mais adequados, para produzir componentes mais leves e de elevado desempenho. Esta diretriz apresenta informação relacionada com propriedades mecânicas, processos de fundição, vazabilidade, tipologia de defeitos, tratamentos térmicos, soldabilidade e tratamentos superficiais dos aços vazados. Este trabalho foi limitado, na seleção de materiais para componentes do camião, a aços vazados que poderiam ser aplicados em dois componentes específicos: um componente estrutural da carroçaria sujeito a esforços de fadiga e a um colector de gases de combustão, sujeito a fluência, oxidação, fadiga por corrosão, fadiga-térmica e fadiga-mecânica. Foi realizado um benchmark focado nestes dois componentes de forma a saber que materiais são utilizados de momento por outras empresas concorrentes. Foi realizada ainda uma análise sobre possíveis materiais que possam ser aplicados em cada componente referido. Foi conduzida uma caracterização no estado bruto de fundição de um aço inoxidável vazado usado para produzir um protótipo do colector de gases. Esta caracterização consistiu numa análise microestrutural e medição de macro e microdurezas. Além da caracterização inicial, foram aplicados um conjunto de tratamentos térmicos, de forma a estudar a possibilidade de eliminar os carbonetos presentes inicialmente nas fronteiras de grão. As principais conclusões deste trabalho são que o aço vazado apresenta potencial para ser uma escolha válida em diversas aplicações, devido a um leque alargado de propriedades apresentadas tipicamente por este material. Relativamente a aplicações estruturais, o aço vazado é vantajoso comparativamente ao ferro fundido, quando são requeridos, por exemplo, soldabilidade e elevada resistência, combinada com elevada tenacidade à fractura. Para componentes sujeitos a elevadas temperaturas de serviço, o aço inoxidável vazado é vantajoso quando usado a temperaturas superiores a 750°C, apesar do seu elevado custo. O tratamento térmico composto por um recozimento de solubilização seguido de envelhecimento, elimina quase na totalidade os carbonetos presentes nas fronteiras de grão e verifica-se um aumento de dureza através de uma precipitação de carbonetos finamente dispersos na matriz, que poderão também aumentar a resistência à fluência.

Influência dos Ciclos Térmicos na Soldadura do Aço GRAU 91- SA213 T91 / SA 335 P91

A indústria metalomecânica nacional possui uma larga tradição no fabrico de equipamentos de elevada qualidade nas mais diversas vertentes. Seja em moldes, colunas de geradores de energia eólica, torres de telecomunicações, equipamento para a agropecuária, básculas de camiões ou simplesmente em silos, a indústria metalomecânica portuguesa é reconhecida internacionalmente pela sua competitividade e qualidade. Sectores como o da maquinagem, estampagem e soldadura mantêm viva a economia nacional, exportando produtos e serviços de engenharia que são largamente reconhecidos pelas empresas estrangeiras, tanto na Europa como em África e na América. O sector da construção soldada teve sempre uma forte tradição no nosso país, conhecendo um novo impulso com o fabrico de estruturas metálicas para geradores de energia eólica e torres de telecomunicações. Atualmente esta indústria mantém viva a sua atividade devido a um forte ’know-how’ nesta matéria e a uma qualidade invejável. Apesar do forte ‘know-how’ já existente, esta indústria está constantemente a ser solicitada para novos desafios, passando pela necessidade da aplicação de novos materiais os quais trazem sempre requisitos específicos aos processos, necessitando ser estudados com pormenor. Este estudo baseia-se na necessidade de uma empresa industrial portuguesa precisar de realizar equipamentos em construção soldada com base em aço do tipo Cr-Mo, grau 91, cuja soldadura é tradicionalmente bastante complicada. A realização dos adequados tratamentos ao material, quer antes, quer depois da soldadura, são a garantia de que a qualidade final do produto atinge os níveis exigidos pelos clientes. Assim, o presente estudo, com uma forte componente experimental, permitiu determinar com sucesso quais as melhores condições para o ciclo térmico na soldadura que podem ser aplicadas a esta liga, para que os resultados obtidos possam exibir a qualidade desejada.

Influence of ageing on the properties of bitumen from asphalt mixtures with recycled concrete aggregates

The reuse of recycled concrete aggregates in new hot-mix asphalt can be a more sustainable method of production, but these mixtures may need a heat treatment before compaction to improve their water sensitivity performance. A direct consequence of this treatment is an increase in the hot-mix asphalt resilient modulus. The aim of this paper is to analyse the effect of ageing on the stiffness of asphalt mixtures with different amounts of recycled concrete aggregates, before and after a heat treatment, which was analysed through the assessment of its bitumen properties. Moreover, this paper also aims to analyse whether the rolling thin-film oven test is able to simulate the ageing effect of the heat treatment. In the laboratory work, a paving grade bitumen B50/70 has been used to produce asphalt mixtures with 0% and 30% recycled concrete aggregates, and the bitumen was later characterised (using penetration, softening point, dynamic viscosity and dynamic shear rheometer tests) in various situations, such as when using virgin bitumen, short-term aged bitumen, aged bitumen after heat treatment (simulated with 4 h of rolling thin-film oven test) and bitumen samples recovered from asphalt mixtures with different production mixes (0% and 30% recycled concrete aggregate) and heat treatment conditions (0 and 4 h of curing time in the oven). Based on the results obtained, it could be concluded that the ageing resulting from the heat treatment is the primary cause of the hot-mix asphalt's increased stiffness, while recycled concrete aggregate content has a small influence. Moreover, it could be concluded that when there is no curing time, the recycled concrete aggregate protects the bitumen against ageing. Additionally, it could be stated that the rolling thin-film test is able to adequately simulate the ageing effect of the heat treatment. Thus, this test is useful for determining the ageing suffered by the bitumen when the recycled concrete aggregate mixture is manufactured using a heat treatment.

Estudo e caracterização de espécies portuguesas de madeira termicamente modificada.

A modificação térmica tem-se revelado um método eficaz na melhoria da durabilidade de elementos de madeira. Até ao momento, as aplicações da madeira termicamente modificada (MTM) têm sido limitadas a revestimentos já que o tratamento térmico de tratamento conduz a uma redução significativa das resistências mecânicas da madeira. Contudo, este tratamento térmico poderá valorizar e potenciar a utilização de espécies de madeira menos utilizadas na construção, como são o Eucalipto e o Pinho bravo nacional. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico nas espécies referidas e, complementarmente, na madeira de Faia e Freixo, realizou-se uma campanha experimental composta por ensaios de caracterização mecânica (compressão paralela às fibras e flexão) e de estabilidade dimensional (retração, inchamento e teor de água de equilíbrio (TAE)). Para efeitos de comparação, todos os ensaios envolveram séries de provetes de cada espécie de madeira natural e MTM. Os resultados obtidos são coerentes com a bibliografia disponível, o aumento da estabilidade dimensional, assim como a diminuição do TAE e das propriedades mecânicas de flexão foram verificadas, permitindo, assim, avaliar a influência da modificação térmica nas propriedades de espécies de madeira presentes em Portugal.

Structural, mechanical and piezoelectric properties of polycrystalline AlN films sputtered on titanium bottom electrodes

Polycrystalline AlN coatings deposited on Ti-electrodes films were sputtered by using nitrogen both as reactive gas and sputtering gas, in order to obtain high purity coatings with appropriate properties to be further integrated into wear resistance coatings as a piezoelectric monitoring wear sensor. The chemical composition, the structure and the morphology of the films were investigated by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy and atomic force microscopy techniques. These measurements show the formation of highly (101), (102) and (103) oriented AlN films with good piezoelectric and mechanical properties suitable for applications in electronic devices. Through the use of lower nitrogen flow a densification of the AlN coating occurs in the microstructure, with an improvement of the crystallinity along with the increase of the hardness. Thermal stability of aluminum nitride coatings at high temperature was also examined. It was found an improvement of the piezoelectric properties of the highly (10x) oriented AlN films which became c-axis (002) oriented after annealing. The mechanical behavior after heat treatment shows an important enhancement of the surface hardness and Young’s modulus, which decrease rapidly with the increase of the indentation depth until approach constant values close to the substrate properties after annealing. Thus, thermal annealing energy promotes not only the rearrangement of Al–N network, but also the occurrence of a nitriding process of unsaturated Al atoms which cause a surface hardening of the film.

Produção e caracterização de filmes finos nanocompósitos de Au-Ag dispersos numa matriz dielétrica, com efeito de ressonância de plasmão de superfície localizado

Dissertação de mestrado em Engenharia de Materiais