Desenvolvimento de compósito isolante termoelétrico e avaliação das propriedades e estabilidade térmica
| dc.contributor.advisor | Restivo, Thomaz Augusto Guisard | |
| dc.contributor.author | Machado Junior, José Carlos | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-19T17:39:42Z | |
| dc.date.available | 2024-09-19T17:39:42Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | O mercado de isoladores termoelétricos envolve o desenvolvimento de isoladores para soluções nas indústrias metalúrgica, siderúrgica, naval, automotiva e principalmente de fundição e aciarias que trabalham em alta temperatura. Os principais equipamentos que utilizam isolantes termoelétricos são fornos a arco elétrico, a indução e de cadinho, bobinas de fornos e indutores, coletores automotivos, equipamentos eletrônicos e eletrodomésticos e principalmente isolantes termoelétricos desenvolvidos sob encomenda para a solução do cliente. Entre as principais características dos isolantes termoelétricos estão a resistência mecânica, rigidez dielétrica, resistência à altas temperaturas, resistência à absorção de água, resistência à absorção de óleo e comportamento inerte em relação à contaminação externa. Todos os isoladores termoelétricos possuem suas vantagens e desvantagens, o que direciona a necessidade de desenvolver o melhor custobenefício para cada aplicação. Dentre os isoladores termoelétricos existentes no mercado, existem materiais isolantes termoelétricos flexíveis como chapa de mica, materiais a base de fibra de vidro com elastômero, chapas de micanite e folhas de mica impregnadas com resina de silicato. Com relação aos isolantes termoelétricos rígidos, destacam-se as placas de mica moscovita e flogopita à base de resina de silicato, chapas à base de tecido de fibra de vidro impregnado com resina epóxi, poliéster, Celeron e silicone. Todos esses isoladores podem ser fabricados como moldados contínuos, chapas laminadas e tubos. Os isoladores termoelétricos podem ser fabricados por processos de usinagem como torno e fresa convencionais, serra de corte e CNC, entre outros. Dentre as muitas opções, o mercado segue em contínuo desenvolvimento e adaptação devido à alta demanda e competitividade, necessitando aprimorar os isoladores termoelétricos no monitoramento dos equipamentos, aliado à redução dos custos de isolamento para se manter competitivo. Nestes cenários, a presente dissertação discute o desenvolvimento de um novo isolante termoelétrico, de classe térmica (R) que trabalhará acima de 220 ºC, com rigidez dielétrica de 10 kV/mm e melhor resistência mecânica. Este material foi desenvolvido com tecido de fibra de vidro entrelaçado, impregnado com resina termorrígida, prensado sob alta pressão e temperatura simultaneamente. O isolador compósito polimérico com estrutura de fibra de vidro é classificado como material polimérico termorrígido e foi desenvolvido para atender equipamentos onde os isoladores requerem trabalho em alta temperatura sem perder as características de isolamento. Por se tratar de um isolante nacional com matérias-primas também nacionais vale destacar o baixo custo em relação a outros isoladores. Os ensaios demonstram que o material polimérico desenvolvido suporta 10 kV/mm e temperatura da ordem de 220 °C, tendo ainda uma baixa condutividade térmica de aproximadamente 0,400 W/mK e mostrando ainda elevado calor especifico de cerca de 790 J/kgK. | pt |
| dc.description.abstract | The thermoelectric insulators market involves the development of insulators for solutions in the metallurgical, steel, naval, automotive industries and mainly foundries and steelworks that work at high temperature. The main equipment that uses thermoelectric insulators are electric arc, induction and crucible furnaces, furnace coils and inductors, automotive collectors, electronic equipment and household appliances and mainly thermoelectric insulators developed to order for the customer's solution. The main characteristics of thermoelectric insulators hold mechanical resistance, dielectric strength, resistance to high temperatures, resistance to water absorption, resistance to oil absorption and inert behavior in relation to external contamination. All thermoelectric insulators have their advantages and disadvantages, which drive the need to develop the best cost-benefit for each application. Among the thermoelectric insulators on the market, there are flexible thermoelectric insulating materials such as mica sheet, materials based on fiberglass with elastomer, micanite sheets and mica sheets impregnated with silicate resin. With regard to rigid thermoelectric insulators, plates of muscovite mica and phlogopite based on silicate resin, plates based on fiberglass fabric impregnated with epoxy resin, polyester, Celeron and silicone stand out. All these insulators can be manufactured as continuous castings, laminated sheets and tubes. All thermoelectric insulators are suitable for machining processes such as conventional and CNC lathe and milling, saw cutting and CNC, among others. Among the many options, the market advances in continuous development and adaptation due to the high demand and competitiveness, needing to improve thermoelectric insulators in the monitoring of equipment, combined with the reduction of insulation costs to remain competitive. In these scenarios, the present dissertation discusses the development of a new thermoelectric insulator, of thermal class (R) that will work above 220 ºC, with dielectric strength of 10 kV/mm and better mechanical resistance. This material was developed with interlaced fiberglass fabric, impregnated with thermosetting resin, pressed under high pressure and temperature simultaneously. The polymeric composite insulator with fiberglass structure is classified as thermosetting polymeric material and was developed to meet equipment where the insulators require work at high temperature without losing the insulation characteristics. As it is a national insulator with also national raw materials, it is worth noting the low cost compared to other insulators. The tests demonstrate that the developed polymeric material supports 10 kV/mm and temperature around 220 °C, still having a low thermal conductivity of approximately 0.400 W/mK and showing a high specific heat of around 790 J/kgK. | en |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uniso.br/handle/uniso/1731 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.22482/dspace/295 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Materiais - Desenvolvimento | |
| dc.subject | Materiais termoelétricos | |
| dc.subject | Polímeros | |
| dc.subject | Fibra de vidro | |
| dc.subject.cnpq | TECNOLOGIA | |
| dc.title | Desenvolvimento de compósito isolante termoelétrico e avaliação das propriedades e estabilidade térmica | |
| dc.type | Dissertação | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| local.contributor.coadvisor | Yoshida, Valquíria Miwa Hanai | |
| local.description.program | Programa de Pós-graduação em Processos Tecnológicos e Ambientais | |
| relation.isAdvisorOfPublication | 0d164dce-571c-473e-8270-e4c7f628b03a | |
| relation.isAdvisorOfPublication.latestForDiscovery | 0d164dce-571c-473e-8270-e4c7f628b03a | |
| relation.isCoAdvisorOfPublication | 9dd34660-4698-457d-a5ef-6d5100985b69 | |
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