dc.contributor.author | Silva, Wágner Batista | |
dc.date.accessioned | 2022-08-01T17:06:50Z | |
dc.date.available | 2022-08-01T17:06:50Z | |
dc.date.issued | 2021-11-30 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Wágner Batista. Ligas multicomponentes do sistema Ti33Cr37V30-xNbx (X: 0, 5, 10 e 15) para armazenamento de hidrogênio. 2021. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16440. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16440 | |
dc.description.abstract | The use of metal hydrides is a competitive alternative to hydrogen storage in liquid or gaseous states. Metallic alloys based on the TiCrV system have attractive hydrogen storage characteristics compared with those of the different groups of alloys already studied. Niobium is an element of great interest in a quaternary composition when included in alloys of the TiCrV system because of its high capacity to form compounds with hydrogen, its abundance, and its low cost in the Brazilian market. In this study, the Ti33Cr37V30-xNbx (x = 0, 5, 10, and 15) cast alloys had their gravimetric and volumetric hydrogen storage capacities analyzed when processed by machining (turning). Produced by arc fusion, the alloys showed formation of a single phase, with body-centered cubic (BCC) structure. Scanning electron microscopy (SEM) images evidenced that the chips resulting from turning presented serrated patterns with two distinct surfaces: one with elongated teeth and, oppositely, one with a flattened morphology. After the absorption/desorption cycles, X-ray diffraction (XRD) identified the formation of hydrides with crystalline face-centered cubic (FCC) and CCC structures. After the fragmented materials were cycled five times, the Ti33Cr37V15Nb15 alloy presented the best storage performance in relation to the amount of hydrogen absorbed, obtaining a 1.7 hydrogen-metal ratio (H/M). The fragmentation process became viable because of the shorter time spent to process the Ti33Cr37V30-xNbx (x = 0, 5, 10 and 15) cast alloys, simultaneously with its smaller reactivity with the external environment, when compared with the high-energy ball milling (HEBM) process. Kinetic curves showed that reducing the concentration of vanadium at the expense of niobium is viable, with higher H/M values. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Ligas multicomponentes | por |
dc.subject | Sistema TiCrVNb | por |
dc.subject | Armazenamento de hidrogênio | por |
dc.subject | Multicomponent alloys | eng |
dc.subject | TiCrVNb system | eng |
dc.subject | Hydrogen storage | eng |
dc.title | Ligas multicomponentes do sistema Ti33Cr37V30-xNbx (X: 0, 5, 10 e 15) para armazenamento de hidrogênio | por |
dc.title.alternative | Multicomponent alloys of the system Ti33Cr37V30−xNbx (x: 0, 5, 10 and 15) for hydrogen storage | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Leiva, Daniel Rodrigo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6576844591900987 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Floriano, Ricardo | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | ttp://lattes.cnpq.br/8893800436245833 | por |
dc.description.resumo | O uso de hidretos metálicos constitui uma alternativa competitiva em substituição
à armazenamento de hidrogênio nos estados líquido e gasoso. As ligas metálicas
com base no sistema TiCrV possuem características de armazenamento de
hidrogênio muito atrativas em relação à outras ligas já estudadas. O nióbio torna
se um elemento de grande interesse numa composição quaternária ao ser
inserido nas ligas do sistema TiCrV por causa de sua elevada capacidade de
formar compostos com o hidrogênio, sua abundância e baixo custo no mercado
brasileiro. Neste estudo, as ligas multicomponentes do sistema Ti33Cr37V30-xNbx
(x = 0, 5, 10 e 15) obtidas por fusão a arco foram analisadas quanto as suas
capacidades gravimétricas e volumétricas de armazenamento de hidrogênio
quando processadas por usinagem (torneamento). No estado como fundido, as
ligas apresentaram a formação da fase única com estrutura cúbica de corpo
centrado (CCC). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos
cavacos resultantes do torneamento apresentaram padrões do tipo serrilhado,
com duas superfícies distintas: uma com dentições alongadas e, opostamente,
com morfologia de formato alisado. Após os ciclos de absorção/dessorção de
hidrogênio, foi identificada a formação de hidretos com estruturas cristalina do
tipo cúbica de face centrada (CFC) e CCC. Após os materiais fragmentados
terem sido ciclados por cinco vezes, a liga Ti33Cr37V15Nb15 apresentou a melhor
performance de armazenamento em relação à quantidade de hidrogênio
absorvido, obtendo 1,7 de relação hidrogênio - metal (H/M). O processo de
fragmentação tornou-se viável em razão do menor tempo dispendido para
processar as ligas multicomponentes do sistema Ti33Cr37V30-xNbx (x = 0, 5, 10 e
15), simultaneamente a menor reatividade com o meio externo, quando
comparado ao processo de moagem de alta energia (HEBM, high-energy ball
milling). Curvas de cinética mostraram que reduzir a concentração do vanádio
em detrimento do nióbio é viável, com valores de H/M mais elevados. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO | por |
dc.description.sponsorshipId | 88882.332726/2019-01 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/6649752408770201 | por |