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Construção e qualificação de sensores desenvolvidos pelo processo de brasagem a vácuo utilizando nitreto de boro hexagonal (h-BN)

Processo: 16/07999-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE  
Vigência (Início): 01 de maio de 2016
Vigência (Término): 31 de março de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Marcio José Cuccolo Rosales
Beneficiário:Marcio José Cuccolo Rosales
Empresa:Tambora Engenharia de Materiais Metálicos e Industriais Ltda
Vinculado ao auxílio:15/50110-2 - Construção e qualificação de sensores desenvolvidos pelo processo de brasagem a vácuo utilizando nitreto de boro hexagonal (h-BN), AP.PIPE
Assunto(s):Sensores   Soldagem   Soldagem a vácuo   Brasagem   Nitreto de boro   Ligas metálicas   Molhabilidade

Resumo

A nova fonte de luz síncrotron brasileira de terceira geração com 3 GeV de energia e baixa emitância - projeto Sirius - possibilita o estudo de novas tecnologias, que vem sendo desenvolvidas por empresas e instituições de pesquisa no País. O projeto Sirius prevê a construção de componentes de engenharia constituídos por diversos materiais como ligas metálicas e materiais cerâmicos avançados, como nitreto de boro hexagonal (h-BN). A solda por brasagem a vácuo promove a união metalúrgica desses materiais dissimilares com alto valor agregado. O desenvolvimento dessa tecnologia de soldagem iniciou-se com o estudo da viabilidade técnico-cientifica sob projeto FAPESP nº 2013/50271-0, que indicou resultados satisfatórios no que tange a interação metalúrgica dos materiais envolvidos no processo para a formação do par metal-cerâmico. Os resultados mostram que as variáveis de processo, tais como a seleção das ligas de adição, contento Ti como principal elemento de ativação para difusão na interface de brasagem, a temperatura de patamar, e as taxas de aquecimento e resfriamento são determinantes para formação da junta de solda metalurgicamente estável. Este presente projeto de pesquisa tem como objetivo estudar a relação dos parâmetros de brasagem em alto vácuo, levando em consideração a geometria e as diferentes propriedades dos materiais dissimilares, e a formação da junta mecanicamente estável, utilizando o h-BN como principal componente. O projeto visa construir e qualificar o protótipo do sensor de posição de elétrons para garantir as especificações de produto do projeto Sirius, em especial na formação da junta do par metal-cerâmico com estanqueidade para ultra alto vácuo e resistência à fadiga térmica. O trabalho de pesquisa ainda propõe a construção do protótipo em escala virtual, utilizando análise de elementos finitos, para determinar a relação das tensões residuais do processo de brasagem nas propriedades do componente durante sua operação, em especial aos ciclos térmicos que podem causar fadiga na interface de ligação da junta. A principal característica investigada se refere ao desenvolvimento dos parâmetros e o controle das variáveis do processo durante a brasagem, que levam à molhabilidade superficial, capilaridade e à interação metalúrgica do corpo cerâmico com as demais ligas metálicas. É importante ressaltar que o parque industrial brasileiro não disponibiliza equipamentos para atender o desenvolvimento tecnológico desse projeto. Dessa forma, o trabalho propõe projetar e construir o forno de brasagem com atmosfera de alto vácuo, planta piloto para construção dos protótipos. O desafio do trabalho constitui, portanto, uma oportunidade para capacitar novos processos para fabricação de partes de engenharia que combinam diferentes propriedades de materiais. Além de componentes para o projeto Sirius, esta pesquisa viabiliza o domínio da tecnologia para atender outras aplicações em diversos setores industriais como automobilístico, aeroespacial e petroquímico. (AU)

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