Síntese e Caracterização de Ligas de Alta Entropia do Sistema TiFe

• Processo: 18/15968-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Ricardo Floriano
• Beneficiário: Ricardo Floriano
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alessandra Cremasco ; Rodrigo José Contieri
• Assunto(s): Ligas de alta entropia Materiais nanoestruturados Armazenamento de hidrogênio Mudança de fase Deformação plástica severa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aplicações e engenharia do hidrogênio | armazenagem de hidrogênio | Deformação Plástica Severa | Ligas de Alta Entropia | Materiais nanoestruturados | Transformações de fase | Pesquisa básica com objetivo principal de avançar o conhecimento fundamental, mas cujos resultados têm potencial de aplicação tecnológica.

Resumo

Recentemente as ligas de alta entropia (HEAs - High Entropy Alloys) foram testadas como sistemas armazenadores de hidrogênio e resultados muito promissores foram reportados como, por exemplo, elevadas capacidades de absorção de hidrogênio (além de elevada razão H/M) a temperatura ambiente com cinéticas rápidas de absorção/dessorção; e em alguns casos, sem a necessidade de qualquer tipo de ativação do material. Neste projeto de pesquisa, iremos tratar essencialmente da síntese e da caracterização microestrutural das HEAs do sistema TiFe ainda não exploradas na literatura com foco no estudo das propriedades de armazenagem de H2. As ligas serão inicialmente obtidas por fusão a arco e por moagem reativa sob atmosfera de hidrogênio. Três composições originais serão avaliadas neste estudo: TiFe-ZrNbNi, TiFe-ZrNbCr, TiFe-ZrNbCrNi. Em busca de melhores resultados de ativação, as ligas serão posteriormente processadas por torção sob alta pressão (HPT - High Pressure Torsion). Neste contexto, este projeto de pesquisa busca abordar duas questões principais; a primeira refere-se à otimização destas composições e das condições de processamento, no sentido de melhorar as propriedades de ativação - absorção - dessorção de hidrogênio à temperatura ambiente; a segunda é o de avaliar e entender as diferenças e possíveis similaridades entre as estruturas cristalográficas obtidas e os mecanismos de ativação, absorção e dessorção de hidrogênio destas ligas; e neste caso, um aspecto essencial é o de compreender a estabilidade das nano-estruturas deformadas e projetar nano-estruturas apropriadas para este fim. Os resultados obtidos deverão contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos e as correlações entre processamento, estrutura e propriedades das HEAs obtidas visando aplicações competitivas para a armazenagem de hidrogênio. Por fim, tal proposta de pesquisa é fruto da colaboração internacional em andamento entre a FCA/UNICAMP (Brasil) e Kyushu University (Japão), que vem resultando em trabalhos e publicações conjuntas. (AU)

Publicações científicas

(6)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FLORIANO, RICARDO; ZEPON, GUILHERME; EDALATI, KAVEH; FONTANA, GABRIEL L. B. G.; MOHAMMADI, ABBAS; MA, ZHONGLIANG; LI, HAI-WEN; CONTIERI, RODRIGO J.. Hydrogen storage properties of new A(3)B(2)-type TiZrNbCrFe high-entropy alloy. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 46, n. 46, p. 23757-23766, JUL 6 2021. (18/15968-4)

FLORIANO, RICARDO; CONTIERI, RODRIGO; DE ARAUJO-SILVA, RAFAEL. Production of Low-Cost TiNbFe Alloys from the Elemental Powders of NbFe Pre-Alloy and Their Hydrogenation Features. MATERIALS TRANSACTIONS, v. 62, n. 1, p. 27-33, 2021. (18/15968-4)

DE MARCO, MARCELO ORPINELLI; LI, YONGTAO; LI, HAI-WEN; EDALATI, KAVEH; FLORIANO, RICARDO. Mechanical Synthesis and Hydrogen Storage Characterization of MgVCr and MgVTiCrFe High-Entropy Alloy. ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, v. 22, n. 2, NOV 2019. (18/15968-4)

EDALATI, PARISA; FLORIANO, RICARDO; MOHAMMADI, ABBAS; LI, YONGTAO; ZEPON, GUILHERME; LI, HAI-WEN; EDALATI, KAVEH. Reversible room temperature hydrogen storage in high-entropy alloy TiZrCrMnFeNi. SCRIPTA MATERIALIA, v. 178, p. 387-390, MAR 2020. (18/15968-4)

SILVA, W. B.; LEIVA, D. R.; FLORIANO, R.; VEGA, L. E. R.; OLIVEIRA, V. B.; GALLEGO, J.; FIGUEROA, S. J. A.; MIQUELES, E. X.; SILVA, E. P.; ISHIKAWA, T. T.; et al. Magnesium Alloys for Hydrogen Storage Processed by ECAP Followed by Low Temperature Rolling. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 25, p. 12-pg., 2022-01-01. (18/15968-4, 13/05987-8)

EDALATI, PARISA; FLORIANO, RICARDO; TANG, YONGPENG; MOHAMMADI, ABBAS; PEREIRA, KARINA DANIELLE; LUCHESSI, AUGUSTO DUCATI; EDALATI, KAVEH. Ultrahigh hardness and biocompatibility of high-entropy alloy TiAlFeCoNi processed by high-pressure torsion. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 112, JUL 2020. (18/15968-4, 13/23620-4)