ELTON DANILO CAVALHEIRA
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Dissertação IPEN-doc 26412 Caracterização mecânica e microestrutural do zircaloy-4 obtido por HD e metalurgia do pó2019 - CAVALHEIRA, ELTON D.A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões (end caps) de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares à água pressurizada (reatores PWRs) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que representa uma grande economia para a política Nuclear Brasileira e também evita seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K), sendo o pó resultante desta etapa, peneirado em malha 200 e 325 mesh (<75 e <45 μm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final por Fe da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isostática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e foi determinada a microdureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 μm. a microdureza Vickers após sinterização foi de 425 HV e tamanho médio de grão em torno de 50 μm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4 da fase α e grãos equiaxiais. Para redução de áreas de armazenamento dos cavacos obteve-se uma redução de 27 vezes no volume ocupado após hidretação, cominuição e prensagem. Foi possível usinar os tampões a partir das amostras com menor medida de microdureza.Artigo IPEN-doc 23786 Efeito do tamanho de partículas nas propriedades mecânicas de ligas de zircônio reprocessadas2016 - CAVALHEIRA, E.D.; MENDES, N.M.F.; CASINI, J.C.; BARBOSA, L.P.; SILVA, S.C.; TAKIISHI, H.A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares de potência à água pressurizada (reatores PWR’s) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que é estratégico para o Brasil, evitando seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K) sendo o pó resultante desta etapa peneirado em malha 200 e 325 mesh (74 e 44 μm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isotática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura efoi determinada a dureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 μm, a dureza Vickers foi de 425 HV e tamanho de grão em torno de 50 μm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4da fase α e grãos equiaxiais.Artigo IPEN-doc 23511 Use of dopants for thoria sintering temperature reduction-characterization of THO22016 - TAKIISHI, HIDETOSHI; GENOVA, LUIS A.; CAVALHEIRA, ELTON D.; COTRIM, MARYCEL B.; SANTOS, WILSON; LAINETTI, PAULO E.O.Thorium is nearly three times more abundant than uranium in the Earth’s crust. Some papers evaluate the thorium resources in Brazil over 1,200,000 metric t. These figures mean that the country is probably the biggest thorium resource in the world, with only part of the territory prospected. Nevertheless, Brazil has not a research program for use of thorium in nuclear reactors, even having dedicated special attention to the subject in the beginning of its nuclear activities, in the fifties and sixties. From 1985 until 2003 IPEN operated a pilot plant for thorium nitrate production and purification, used by Brazilian industry for production of gas mantles. This facility produced over 170 metric t of thorium nitrate. Despite the non-nuclear application, the pilot plant was unique in the southern hemisphere. On the other hand, Brazil has the biggest world niobium resources. The Brazilian thorium and niobium resources added to the predictable future importance of alternative fissile materials have motivated this research, since uranium is a finite resource if used in the present thermal nuclear reactors. Besides this, thorium oxide is an important nuclear reactor material. It is a refractory oxide and its ceramic fabrication process involves a very high temperature sintering treatment considering that thoria melting point is very high (3,650 K). Cations of elements of the group VB (V, Nb and Ta) have a known effect in the reduction of thoria sintering temperature. IPEN has initiated an investigation about the use of niobium as a dopant for thoria sintering temperature reduction. The thoria used in the research was produced in the IPEN’s pilot plant and different amounts of niobium oxide (Nb2O5) will be added to thoria by different routes. The powders will be compressed and the compacted pellets will be sintered at different temperatures. The influence of the different parameters in the density of sintered pellets is being investigated. This paper presents the chemical and physical characterization for the thoria used in the investigation.Artigo IPEN-doc 21077 Use of dopants for thoria sintering temperature reduction - characterization of ThOsub(2)2015 - TAKIISHI, HIDETOSHI; GENOVA, LUIS A.; CAVALHEIRA, ELTON D.; COTRIM, MARYCEL B.; SANTOS, WILSON R.; LAINETTI, PAULO E.O.