Compósitos de mulite, reforçada com carboneto de silício

No trabalho efectuado estudou-se a densificação de compósitos de mulite reforçada com carboneto de silício. A tenacidade à fractura dos corpos de mulite pode ser aumentada através da introdução de inclusões densas, contudo estas afectam de forma significativa a densificação da matriz que as rodeia. Dadas as dificuldades encontradas na obtenção de corpos densos de mulite pura e, em particular, da mulite com inclusões densas, através da sinterização sem pressão, recorreu-se à prensagem a quente. A densificação do material monolítico foi estudada para diversas condições de prensagem a quente (1500°C - 1600°C; 15MPa - 25MPa), tendo-se avaliado a influência da temperatura e da pressão. Observou-se que se obtêm corpos de mulite pura (SA-193CR), com densidades próximas da teórica para temperaturas iguais ou superiores a 1550°C, suspeitando-se da presença de vestígios de fase líquida. Tentou-se ainda identificar quais os mecanismos responsáveis pela densificação da mulite durante a prensagem a quente. Os resultados sugerem que o mecanismo de densificação se altera com o aumento da temperatura de 1500°C para 1550°C. Para a temperatura de 1500°C obteve-se, para o expoente da tensão (n), o valor de 1, sugerindo que o mecanismo densificação predominante, a esta temperatura, é a fluência de Coble, a fluência de Nabarro-Herring ou o escorregamento na fronteira de grão. Aumentando a temperatura de 1500°C para 1550°C o valor do expoente da tensão passou de 1 para 3, sugerindo que a a 1550°C o mecanismo que controla a densificação da mulite é o fluxo plástico, a menos que este incremento de n se deva a alterações microestruturais súbitas. Estudou-se a influência das inclusões densas no empacotamento dos compactos em verde. Observou-se que as fibrilas de SiC dificultam o empacotamento originado um compacto com uma menor densidade em verde e poros de tamanho mais elevado do que o material monolítico. No caso dos compósitos de mulite reforçada com partículas ou com plaquetas constatou-se que as densidades dos compósitos em verde são superiores à exibida pela mulite; contudo a densidade da matriz destes compósitos é inferior à apresentada pelo material monolítico. Nos compósitos de mulite reforçada com 22.5% em volume de carboneto de silício estudou-se a influência da temperatura e da pressão no seu comportamento durante a densificação. O efeito da morfologia (partículas, plaquetas e fibrilas) e da quantidade (15%, 22.5% e 30% em volume) e da 2- fase na densificação dos compósitos, foi também um dos pontos abordados no trabalho efectuado. A adição de 15% em volume de partículas ou de fibrilas de SiC não altera de uma forma significativa o comportamento do compacto durante a densificação. Nos compósitos de mulite reforçada com 22.5% em volume de 2a fase, quer a adição de fibrilas quer a adição de partículas de SiC inibe a densificação do compacto. Este efeito é mais acentuado para as menores pressões e temperaturas de prensagem a quente. Para as temperaturas de 1500°C e 1550°C as partículas inibem mais a densificação do compósito do que as fibrilas. Pelo contrário, à temperatura de 1600°C as fibrilas apresentam um efeito inibidor mais acentuado do que as partículas. A adição de 22.5% em volume de plaquetas de SiC não inibe a densificação do compacto. Presume-se que os comportamentos observados têm origem nas impurezas existentes na superfície das inclusões, no empacotamento em verde, na fase líquida proveniente da mulite e num efeito da distância média entre as inclusões. Nos compósitos com 30% em volume de 2ª fase todas as morfologias ensaiadas inibem a densificação do compacto, sendo o maior efeito inibidor provocado pelas fibrilas e o menor pelas plaquetas. Determinou-se a microdureza de Vickers e a tenacidade à fractura da mulite e dos compósitos de mulite reforçada com SiC de modo a tentar avaliar o grau de tencificação conseguido e a influência da quantidade e da morfologia da fase de reforço nestas propriedades mecânicas. A microdureza de Vickers é pouco afectada pela presença da fase de reforço mais dura, independentemente da sua morfologia e da sua quantidade. Os resultados obtidos são muito inferiores aos que seriam previstos pela regra das misturas, pensando-se que este comportamento resulta da localização, junto à interface matriz/inclusões, da porosidade residual das amostras. A adição de inclusões densas de carboneto de silício à mulite promoveu um aumento da tenacidade à fractura, relativamente ao valor apresentado pelo material monolítico. A morfologia que parece ser mais eficaz é a exibida pelas plaquetas, apresentando o compósito de mulite reforçada com 30% em volume de plaquetas um incremento de 54%, relativamente ao material monolítico. A morfologia menos efectiva são as fibrilas. Para todas as morfologias de fase de reforço ensaiadas o aumento do conteúdo promove um incremento da tenacidade à fractura do compósito.

O vidro como material plástico: transparência, luz, cor e expressão

A presente tese de doutoramento procura focar o vidro como material plástico para a concepção de obras de arte. Os seus alicerces caracterizam-se pelo estudo técnico sobre o uso do vidro e a sua aplicação na realização de obras com pressupostos estéticos e artísticos. Hoje a arte em vidro apresenta-se inovadora e contemporânea, procurando uma componente ligada à pesquisa e à experimentação. Portugal possui uma ampla história ligada à tradição do vidro, em especial ao vitral. No que concerne à sua aplicação na arte contemporânea, assistimos a um renovado interesse por parte de vários artistas. No entanto, quando se trabalha com o vidro, é necessário o artista conhecer e dominar a técnica que utiliza, para assim compreender as potencialidades que o material oferece e empregá-las de acordo com o seu modus operandi. Cria-se uma relação entre a ciência e a arte, uma descoberta e utilização de novos conhecimentos, em que se pretende manter uma relação estreita entre o cientista e o artista através do desenvolvimento de novos materiais, nomeadamente os vidros e esmaltes luminescentes e a adição de óxidos de metais de transição 3d na sua composição. Neste sentido foram desenvolvidos estudos minuciosos sobre a técnica de kilncasting onde se utilizou o vidro sonoro superior produzido no CRISFORM (Centro de Formação Profissional para o Sector da Cristalaria), na Marinha Grande. Assim, verifica-se que as premissas desta tese podem ser divididas em três vertentes: a) Uma contextualização histórica e teórica do panorama artístico do vidro em Portugal; b) Uma componente teórica/prática do estudo do vidro: a ciência do vidro, a sua composição, com a preocupação de utilizar esses conhecimentos para a elaboração de amostras práticas, onde a componente técnica é fundamental para a produção de futuras obras de arte; c) A idealização de obras de arte e a utilização do vidro como material plástico para a sua realização. Na elaboração destas obras procurou-se focar a dicotomia entre transparência versus opacidade, os efeitos cromáticos produzidos por diferentes espessuras e texturas do vidro, assim como da monocromia versus policromia, esta última através do vidro e esmaltes luminescentes. Em suma, na complementaridade laboratório/ateliê, os segredos da matéria abrem novas fronteiras à criatividade estética.

Mechanical behaviour of AISiC nano composites produced by Ball Milling and Spark Plasma Sintering

Neste trabalho foram produzidos nanocompósitos de AlSiC misturando alumínio puro com nano partículas de SiC com diâmetro de 45 – 55 nm, usando, de forma sequencial, a técnica da metalurgia do pó e a compactação por “ Spark Plasma Sintering”. O compósito obtido apresentava grãos com 100 nm de diâmetro, encontrandose as partículas de SiC localizadas, principalmente, nas fronteiras de grão. O nanocompósito sob a forma de provetes cilíndricos foi submetido a testes de compressão uniaxial e a testes de nanoindentação para analisar a influência das nanopartículas de SiC, da fração volúmica de ácido esteárico e do tempo de moagem, nas propriedades mecânicas do material. Para efeitos de comparação, utilizouse o comportamento mecânico do Al puro processado em condições similares e da liga de alumínio AA1050O. A tensão limite de elasticidade do nanocompósito com 1% Vol./Vol. de SiC é dez vezes superior à do AA1050. O refinamento de grão à escala nano constitui o principal mecanismo de aumento de resistência mecânica. Na realidade, o Al nanocristalino sem reforço de partículas de SiC, apresenta uma tensão limite de elasticidade sete vezes superior à da liga AA1050O. A adição de 0,5 % Vol./Vol. e de 1 % Vol./Vol. de SiC conduzem, respetivamente, ao aumento da tensão limite de elasticidade em 47 % e 50%. O aumento do tempo de moagem e a adição de ácido esteárico ao pó durante a moagem conduzem apenas a um pequeno aumento da tensão de escoamento. A dureza do material medida através de testes de nanoindentação confirmaram os dados anteriores. A estabilidade das microestruturas do alumínio puro e do nanocompósito AlSiC, foi testada através de recozimento de restauração realizado às temperaturas de 150 °C e 250 °C durante 2 horas. Aparentemente, o tratamento térmico não influenciou as propriedades mecânicas dos materiais, excepto do nanocompósito com 1 % Vol./Vol. de SiC restaurado à temperatura de 250 °C, para o qual se observou uma redução da tensão limite de elasticidade na ordem dos 13 %. No alumínio nanocristalino, a tensão de escoamento é controlada pelo efeito de HallPetch. As partículas de SiC, são segregadas pelas fronteiras do grão e não contribuem para o aumento de resistência mecânica segundo o mecanismo de Orowan. Alternativamente, as nanopartículas de SiC constituem um reforço das fronteiras do grão, impedindo o seu escorregamento e estabilizando a nanoestrutura. Deste modo, as propriedades mecânicas do alumínio nanocristalino e do nanocompósito de AlSiC poderão estar relacionadas com a facilidade ou dificuldade do escorregamento das fronteiras de grão, embora não seja apresentada prova explícita deste mecanismo à temperatura ambiente.

Piñatex, the design development of a new sustainable material

This is a research project by practice, which firstly develops a new material invention derived from natural fibres extracted from waste pineapple leaves; secondly it articulates the contemporary designer’s role in facilitating sustainable solutions through: Insights from my own material invention, PiñatexTM, which integrates the materiality of design with the immateriality of concepts and values Developing a visual model of mapping I began with these questions: ‘What are the challenges in seeking to make a new and sustainable material from the waste products of pineapple agriculture in the Philippines?’ and ‘How can a design practice link elements of materiality (artifacts) with immaterial elements (value systems) in order to improve sustainable social and economic development?’ Significant influences have been the work of Papanek1 (2003), Hawken2 (1999) and Abouleish3 (2008) and in particular the ethical business model initiated by McDonough and Braungart in Cradle to Cradle®4 (2002). My own research project is inspired by the Cradle to Cradle® model. It proposes the development of a new material, PiñatexTM which is derived from natural fibres extracted from waste pineapple leaves and could be used in a wide variety of products that are currently fabricated in leather or petroleum-based materials. The methods have comprised: Contextual reviews; case studies (SEKEM, Cradle to Cradle® and Gawad Kalinga); practical experiments in the field of natural fibres, chemistry, product development, manufacturing and prototyping, leading to an invention and a theoretical model of mapping. In addition, collaboration has taken place across scientific, technological, social, ecological, academic and business fields. The outcome is a new material based on the synchronicity between the pineapple fibres, polymers, resins and coatings specially formulated. The invention of the new material that I developed as a central part of this research by practice has a patent in the national phase (PCT/GB 2011/000802) and is in the first stages of manufacturing, commercial testing and further design input (Summer 2014). The contribution to knowledge is firstly the material, PiñatexTM, which exhibits certain key qualities, namely environmentally non-toxic, biodegradable, income-generating potential and marketability. This is alongside its intrinsic qualities as a textile product: aesthetic potential, durability and stability, which will make it suitable for the accessories, interiors and furnishing markets. The theoretical mapping system Upstream and Downstream forms a secondary contribution.

Mid-Century Molecular: The Material Culture of X-ray Crystallographic Visualisation across Postwar British Science and Industrial Design

This thesis investigates the use and significance of X-ray crystallographic visualisations of molecular structures in postwar British material culture across scientific practice and industrial design. It is based on research into artefacts from three areas: X-ray crystallographers’ postwar practices of visualising molecular structures using models and diagrams; the Festival Pattern Group scheme for the 1951 Festival of Britain, in which crystallographic visualisations formed the aesthetic basis of patterns for domestic objects; and postwar furnishings with a ‘ball-and-rod’ form and construction reminiscent of those of molecular models. A key component of the project is methodological. The research brings together subjects, themes and questions traditionally covered separately by two disciplines, the history of design and history of science. This focus necessitated developing an interdisciplinary set of methods, which results in the reassessment of disciplinary borders and productive cross-disciplinary methodological applications. This thesis also identifies new territory for shared methods: it employs network models to examine cross-disciplinary interaction between practitioners in crystallography and design, and a biographical approach to designed objects that over time became mediators of historical narratives about science. Artefact-based, archival and oral interviewing methods illuminate the production, use and circulation of the objects examined in this research. This interdisciplinary approach underpins the generation of new historical narratives in this thesis. It revises existing histories of the cultural transmissions between X-ray crystallography and the production and reception of designed objects in postwar Britain. I argue that these transmissions were more complex than has been acknowledged by historians: they were contingent upon postwar scientific and design practices, material conditions in postwar Britain and the dynamics of historical memory, both scholarly and popular. This thesis comprises four chapters. Chapter one explores X-ray crystallographers’ visualisation practices, conceived here as a form of craft. Chapter two builds on this, demonstrating that the Festival Pattern Group witnesses the encounter between crystallographic practice, design practice and aesthetic ideologies operating within social networks associated with postwar modernisms. Chapters three and four focus on ball-and-rod furnishings in postwar and present-day Britain, respectively. I contend that strong relationships between these designed objects and crystallographic visualisations, for example the appellation ‘atomic design’, have been largely realised through historical narratives active today in the consumption of ‘retro’ and ‘mid-century modern’ artefacts. The attention to contemporary historical narratives necessitates this dual historical focus: the research is rooted in the period from the end of the Second World War until the early 1960s, but extends to the history of now. This thesis responds to the need for practical research on methods for studying cross-disciplinary interactions and their histories. It reveals the effects of submitting historical subjects that are situated on disciplinary boundaries to interdisciplinary interpretation. Old models, such as that of unidirectional ‘influence’, subside and the resulting picture is a refracted one: this study demonstrates that the material form and meaning of crystallographic visualisations, within scientific practice and across their use and echoes in designed objects, are multiple and contingent.

Preserving southern history material : an address before the Southern Club of Columbia University, July 31, 1923

This publication is a short address made by William H. Kilpatrick to the Southern Club of Columbia University calling on Southerners to gather and preserve their own history.

As coisas da casa: cultura material, migrações e memórias familiares

Este livro corresponde, no essencial, à investigação que realizei no âmbito do doutoramento em Antropologia Social e Cultural da Universidade Nova de Lisboa e que terminei em 2007. Publicar um trabalho desta natureza quase dez anos após a sua conclusão foi uma tarefa simultaneamente complexa e entusiasmante. Por um lado, obrigou a revisões intensas e cortes substanciais, bem como à leitura de materiais que não tinham sido usados aquando da primeira redação e à consulta de trabalhos que entretanto foram sendo publicados sobre temas afins. Por outro, permitiu descobrir aspetos originais e olhar para detalhes que tinham passado despercebidos na primeira versão do trabalho e reforçaram a argumentação desenvolvida.

Nanoporous carbons from sisal residues and their application in hybrid TiO2/carbon photocatalysts for the removal and degradation of phenol in solution

Tese de doutoramento, Química (Química Tecnológica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Interrupting the courtroom organism: screaming bodies, material affects and the theatre of cruelty

This article offers a method of reading the courtroom which produces an alternative mapping of the space. My method combines a reading of Antonin Artaud’s Theatre of Cruelty with a Deleuzian theoretical analysis. I suggest that this is a useful method since it allows examination of the spatial praxes of the courtroom which pulsate with a power to organize, terrorize and to judge. This method is also able to conceptualize the presence of ‘‘screaming’’ bodies and living matter which are appropriated to build, as well as feed the presence and functioning of the courtroom space, or organism. By using a method that articulates the cry of these bodies in the shadow of the organism, it becomes clear that this cry is both unwelcome and suppressed by the courtroom. The howl of anxious bodies enduring the process and space of the law can be materialized through interruptions to the courtroom, such as when bodies stand when they should not and when they speak when they should be silent. These vociferous actualizations of the scream serve only to feed the organism they seek to disturb, yet if the scream is listened to before it disrupts, the interruption becomes-imperceptible to the courtroom. Through my Artaudian/Deleuzian reading, I give a voice to the corporeal gasp that lingers before the cry, which is embedded within the embodied multiplicity from which it is possible to draw a creative line of flight. The creative momentum of this line of flight produces a sustainable interruption to the courtroom process, which instead of being consumed by the system, has the potential to produce new courtroom alignments. My text therefore offers an alternative reading of the courtroom, and in doing so also offers a refined understanding of how to productively ‘‘interrupt’’ the courtroom process.

Flesh of the Law: Material Metaphors

Existing legal metaphors, even the predominantly spatial and corporeal ones, paradoxically perpetuate a dematerialized impression of the law. This is because they depict the law as universal, adversarial, and court-based, thus ignoring alternative legalities. Instead, there is a need to employ more radically material metaphors, in line with the material turn in law and other disciplines, in order to allow law's materiality to come forth. I explore the connection between language and matter (the ‘flesh’ of the law) through legal, linguistic, and art theory, and conclude by suggesting four characteristics of material legal metaphors.

Introduction: The ‘material turn’ in migration studies

This introduction firstly discusses the ongoing paradigm shift in the study of transnational migration, in particular the emergent interest in the convergence of migration and material culture as the starting point of our investigation. Then it highlights three aspects that this Special Issue could further in the current study of migration and materialities: namely, historical consciousness in materialising migration experiences and the notion of generational transmission; the everyday experience of body as the site for mutual constitution between subject and object; and the unique value of a language-based, interdisciplinary-oriented approach for migration studies. In the final part, it summarizes the four articles that follow, highlighting the contribution that each makes to our overall objective of making a ‘material turn’ in migration studies, and discusses some ways it could be further developed.

Contribuição para o conhecimento sobre o efeito da utilização de material pozolânico no fabrico de betão

O presente trabalho, realizado no âmbito da Tese de Mestrado, tem como principal objectivo estudar as características pozolânicas dos materiais da zona de Arganil para substituição parcial do cimento Portland com o objectivo de intensificar certas qualidades devido à diminuição da porosidade do betão. Estas qualidades são interessantes quando se procura maior durabilidade. Para tal, foram realizados diversos ensaios para a caracterização física, química e mineralógica dos produtos. Os metacaulinos utilizados foram obtidos de amostras de argila submetidas a calcinação (750oC, durante uma hora), processo que permitiu a desidroxilação quase total da matéria-prima, transformando esta numa fase amorfa e irreversível, com propriedades pozolânicas. São apresentados os resultados dos ensaios de caracterização da matéria-prima, das condições de calcinação e do produto resultante da desidroxilação, nomeadamente a determinação da pozolanicidade e superfície específica e das características fundamentais para a aplicabilidade do produto. Descreve ainda o emprego do metacaulino em betões de resistência convencional. Estudou-se a influência do emprego do metacaulino (15% de substituição de cimento, em massa) na resistência à flexão e à compressão (aos 28 dias) em argamassas e o emprego de metacaulino (10%, 15% e 20% de substituição de cimento, em massa) na resistência à compressão (3, 7 e 28 dias) no betão.

Aço em varão para betão armado: caracterização do material e enquadramento atual

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil