Minicurso 5
NOVOS AVANÇOS NO DESENVOLVIMENTO DE REFRATÁRIOS COM MICROESTRUTURAS OTIMIZADAS
Materiais refratários fazem parte de uma classe especial de produtos cujas propriedades termomecânicas diferenciadas permitem suas aplicações em processos industriais que operam em elevadas temperaturas, em condições severas de ataque químico e solicitações mecânicas. Devido ao avanço de diversos setores industriais e seus processos de fabricação, além dos desafios propostos pela ciência (como a exploração espacial em regiões de elevadas temperaturas), nota-se a necessidade do aprimoramento contínuo dos revestimentos cerâmicos refratários, visando o aumento da produtividade e a redução do consumo de energia, uma vez que tais materiais normalmente atuam: (i) em contato direto com metais e vidros fundidos, sendo responsáveis pela contenção destes e a operação segura dos fornos em questão; ou (ii) no isolamento térmico do calor contido em equipamentos que operam em altas temperaturas, evitando a perda de energia da região do interior para a parte externa e/ou a carcaça metálica da estrutura ou protegendo componentes sensíveis à temperatura exterior. Com o objetivo de vencer os desafios existentes (produzir cerâmicas capazes de suportar temperaturas cada vez mais elevadas e que sejam inertes e mais resistentes do ponto de vista mecânico), de preferência por meio de rotas de processamento ambientalmente amigáveis, engenheiros e pesquisadores têm se inspirado em soluções criativas. Para tanto, fazem uso de conhecimentos baseados nas complexas microestruturas de materiais facilmente encontrados na natureza (bioinspirados), técnicas avançadas de processamento (freeze casting, manufatura aditiva etc.), entre outras, aliadas à criatividade. O “engenheiramento” da microestrutura dos refratários tem se mostrado um caminho importante para o desenvolvimento de novos produtos com desempenho otimizado, os quais podem superar as melhores cerâmicas avançadas já disponíveis. Neste sentido, este minicurso irá apresentar e discutir as novas tendências e avanços reportados na produção de materiais refratários, com o objetivo de fornecer aos alunos uma visão atualizada dos desafios e soluções encontrados pelos engenheiros de materiais para desenvolver produtos para aplicações em altas temperaturas. Será dado destaque à correlação entre processamento / microestrutura / propriedades destas cerâmicas, a fim de ilustrar a importância do conhecimento sobre materiais e sua aplicação.
MINISTRANTES
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Ana Paula da Luz concluiu a graduação em Engenharia Industrial Química pela Faculdade de Engenharia Química de Lorena (2004), mestrado em Engenharia de Materiais pela Escola de Engenharia de Lorena (EEL - USP) (2006) e doutorado em Ciência e Eng. de Materiais pela UFSCar (2010). No ano de 2008 participou de um estágio na École Nationale Superieure de Ceramique Industrielle - França, por um período de 6 meses, tornando-se aluna de doutorado da Federação Internacional de Pesquisa e Educação em Refratários (FIRE - Federation for International Refractory Research and Education). Atuou como pós-doutoranda no Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa - UFSCar) entre 2010 e 2013, trabalhando no Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais (GEMM) sob a supervisão do Prof. Dr. Victor Carlos Pandolfelli. Posteriormente, trabalhou como pesquisadora no DEMa - UFSCar desenvolvendo projetos relacionados ao desenvolvimento de refratários para o setor petroquímico e siderúrgico. Atualmente é Professora Adjunto A no DEMa - UFSCar. Recebeu 5 prêmios internacionais: Alfred Allen Award - USA (2017), ALAFAR Congress - Chile e Colombia (2016 e 2018), Italian Ceramic Technology Award - Itália (2015), Gustav Eirich Award - Alemanha (2014). Possui 1 livro escrito em inglês e publicado/editado na Alemanha pela editora Goller Verlag (com tradução para o farsi e re-edição no Irã) e mais de 80 artigos publicados em revistas internacionais e nacionais de elevado reconhecimento na área de materiais cerâmicos. Orientou 2 dissertações de mestrado na área de Ciência e Eng. de Materiais. Atua na área de Engenharia de Materiais, no desenvolvimento e coordenação de projetos com diversas empresas fabricantes ou usuárias de refratários ou fornecedores de matérias-primas para tal aplicação (p.e., Alteo, Imerys Aluminates, Petrobras, RHI-Magnesita, etc.), sendo seu foco principal os seguintes temas: processamento e propriedades de cerâmicas refratárias, sistemas ligantes avançados, engenharia de microestrutura de materiais cerâmicos, simulações termodinâmicas, entre outros. (Fonte: Currículo Lattes)
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Materiais refratários fazem parte de uma classe especial de produtos cujas propriedades termomecânicas diferenciadas permitem suas aplicações em processos industriais que operam em elevadas temperaturas, em condições severas de ataque químico e solicitações mecânicas. Devido ao avanço de diversos setores industriais e seus processos de fabricação, além dos desafios propostos pela ciência (como a exploração espacial em regiões de elevadas temperaturas), nota-se a necessidade do aprimoramento contínuo dos revestimentos cerâmicos refratários, visando o aumento da produtividade e a redução do consumo de energia, uma vez que tais materiais normalmente atuam: (i) em contato direto com metais e vidros fundidos, sendo responsáveis pela contenção destes e a operação segura dos fornos em questão; ou (ii) no isolamento térmico do calor contido em equipamentos que operam em altas temperaturas, evitando a perda de energia da região do interior para a parte externa e/ou a carcaça metálica da estrutura ou protegendo componentes sensíveis à temperatura exterior. Com o objetivo de vencer os desafios existentes (produzir cerâmicas capazes de suportar temperaturas cada vez mais elevadas e que sejam inertes e mais resistentes do ponto de vista mecânico), de preferência por meio de rotas de processamento ambientalmente amigáveis, engenheiros e pesquisadores têm se inspirado em soluções criativas. Para tanto, fazem uso de conhecimentos baseados nas complexas microestruturas de materiais facilmente encontrados na natureza (bioinspirados), técnicas avançadas de processamento (freeze casting, manufatura aditiva etc.), entre outras, aliadas à criatividade. O “engenheiramento” da microestrutura dos refratários tem se mostrado um caminho importante para o desenvolvimento de novos produtos com desempenho otimizado, os quais podem superar as melhores cerâmicas avançadas já disponíveis. Neste sentido, este minicurso irá apresentar e discutir as novas tendências e avanços reportados na produção de materiais refratários, com o objetivo de fornecer aos alunos uma visão atualizada dos desafios e soluções encontrados pelos engenheiros de materiais para desenvolver produtos para aplicações em altas temperaturas. Será dado destaque à correlação entre processamento / microestrutura / propriedades destas cerâmicas, a fim de ilustrar a importância do conhecimento sobre materiais e sua aplicação.
MINISTRANTES
Ana Paula da Luz concluiu a graduação em Engenharia Industrial Química pela Faculdade de Engenharia Química de Lorena (2004), mestrado em Engenharia de Materiais pela Escola de Engenharia de Lorena (EEL - USP) (2006) e doutorado em Ciência e Eng. de Materiais pela UFSCar (2010). No ano de 2008 participou de um estágio na École Nationale Superieure de Ceramique Industrielle - França, por um período de 6 meses, tornando-se aluna de doutorado da Federação Internacional de Pesquisa e Educação em Refratários (FIRE - Federation for International Refractory Research and Education). Atuou como pós-doutoranda no Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa - UFSCar) entre 2010 e 2013, trabalhando no Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais (GEMM) sob a supervisão do Prof. Dr. Victor Carlos Pandolfelli. Posteriormente, trabalhou como pesquisadora no DEMa - UFSCar desenvolvendo projetos relacionados ao desenvolvimento de refratários para o setor petroquímico e siderúrgico. Atualmente é Professora Adjunto A no DEMa - UFSCar. Recebeu 5 prêmios internacionais: Alfred Allen Award - USA (2017), ALAFAR Congress - Chile e Colombia (2016 e 2018), Italian Ceramic Technology Award - Itália (2015), Gustav Eirich Award - Alemanha (2014). Possui 1 livro escrito em inglês e publicado/editado na Alemanha pela editora Goller Verlag (com tradução para o farsi e re-edição no Irã) e mais de 80 artigos publicados em revistas internacionais e nacionais de elevado reconhecimento na área de materiais cerâmicos. Orientou 2 dissertações de mestrado na área de Ciência e Eng. de Materiais. Atua na área de Engenharia de Materiais, no desenvolvimento e coordenação de projetos com diversas empresas fabricantes ou usuárias de refratários ou fornecedores de matérias-primas para tal aplicação (p.e., Alteo, Imerys Aluminates, Petrobras, RHI-Magnesita, etc.), sendo seu foco principal os seguintes temas: processamento e propriedades de cerâmicas refratárias, sistemas ligantes avançados, engenharia de microestrutura de materiais cerâmicos, simulações termodinâmicas, entre outros. (Fonte: Currículo Lattes)
Tiago dos Santos Junior é Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais pelo Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM - UFSCar), FIRE Alumna (Federation for International Refractory Research and Education) e graduado em Engenharia de Materiais com ênfase em Materiais Cerâmicos, pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Atualmente é doutorando pelo Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM - UFSCar), realizando pesquisas no Grupo de Engenharia de Microestrutura de Materiais (GEMM). Suas pesquisas têm como tema o desenvolvimento de cerâmicas refratárias porosas avançadas com foco na conservação de energia em processos que ocorrem em elevadas temperaturas. Também tem interesse em processamento coloidal, concretos refratários avançados, sistemas ligantes refratários, fabricação aditiva de materiais cerâmicos, educação matemática, processos de ensino e aprendizagem e economia solidária. Tem experiência profissional em docência no ensino superior, ministrando aulas em cursos de graduação em Engenharia de Materiais. Também tem experiência em pesquisa e desenvolvimento, tendo atuado em centros de P&D no Brasil (Laboratório Alcoa-UFSCar e RHI Magnesita) e na França (Imerys Aluminates). (Fonte: Currículo Lattes)