Sumário dos resultados

A formação de MgH2 por moagem reativa do Mg sob atmosfera de

hidrogênio pode ser acelerada e completada pela utilização de um moinho mais energético (no caso, o moinho planetário ao invés do centrífugo), levando à obtenção de misturas com tamanho médio de cristalito da fase -MgH2

similares (em torno de 10 nm) e com comportamento de dessorção semelhante. A composição inicial Mg + 5% FeF3 mostrou-se mais interessante

do que a composição Mg + 2,5% MgF2 + 5% Fe nos experimentos de moagem

reativa, por levar à síntese de MgH2 com cinética mais rápida. Moagens

prolongadas do Mg sob hidrogênio contendo ou não diferentes aditivos não levaram ao abaixamento pronunciado do tamanho médio de cristalito do MgH2

produzido, o qual se estabiliza em torno de um valor mínimo após determinado tempo de moagem.

A síntese de Mg2FeH6 por moagem reativa sob hidrogênio de misturas

2Mg-Fe ocorre em duas etapas: a hidrogenação do Mg para formação de seu hidreto, e a combinação do MgH2 para formação do Mg2FeH6, tendo o Mg

como subproduto. O tamanho de cristalito das fases presentes atinge um limite com o aumento do tempo de moagem, devido à ação do processo de recuperação. A conversão para Mg2FeH6 também atinge um limite durante a

moagem, e um aumento importante do teor de hidreto complexo não é verificado com o aumento do tempo de processamento.

O tempo para a formação do Mg2FeH6 e a quantidade final obtida

depende principalmente da intensidade da moagem, ou seja, da energia transferida aos reagentes. Assim, parâmetros como tipo de moinho e poder de moagem são muito importantes para definir a cinética de formação do hidreto complexo e seu teor final na mistura. O estudo das variáveis de processamento permitiu a obtenção de um grande controle da síntese de Mg2FeH6 por

moagem reativa sob atmosfera de hidrogênio, e os teores do hidreto complexo alcançados no presente trabalho são os maiores já reportados obtidos a partir de misturas 2Mg-Fe.

Verificou-se um efeito sinérgico pronunciado no abaixamento da faixa de temperaturas de dessorção devido à presença dos hidretos MgH2 e Mg2FeH6

nas misturas 2Mg-Fe moídas. Medidas de absorção e dessorção de hidrogênio revelaram cinética ultra-rápida, alcançando a capacidade máxima de 1 a 3 min, e os resultados forma reprodutíveis durante os ciclos realizados (até 5). Confirmou-se a reversibilidade da formação de Mg2FeH6 nestas misturas à

300°C e 15 bar de H2.

O processamento por HPT de pós de MgH2 leva à formação de uma

fração de fase -MgH2, à orientação preferencial do hidreto -MgH2 segundo

(101), e o mais importante, a um refino microestrutural muito importante, com tamanho final de cristalito para as fases hidreto estimado na faixa de 10 a 20 nm. Não foi observada uma redução progressiva do tamanho de cristalito com o aumento do número de voltas. Apesar da fragilidade do MgH2, seus pós

puderam ser compactados com sucesso, e foram produzidas amostras na forma de discos. As medidas de cinética de absorção e de dessorção de hidrogênio revelaram uma influência positiva do processamento por HPT nas propriedades, as quais podem ser ainda melhoradas por uma etapa adicional de HEBM.

A liga AZ31 teve sua microestrutura refinada progressivamente utilizando a seqüência de processamento ECAP → laminação a frio → HEBM, com formação da textura tipo fibra [0002] após a laminação e sua manutenção ao menos parcial após a moagem sob hidrogênio, a qual permitiu a cominuição da liga sem soldagem importante no frasco de moagem, ao contrário do observado utilizando atmosfera de argônio. A recristalização dinâmica age durante o processamento por ECAP modificando a microestrutura num nível que depende fortemente da temperatura, levando à obtenção de microestrutura parcialmente ou completamente recristalizada. Entretanto, verificou-se a ocorrência de absorção de hidrogênio apenas em condições relativamente severas e com cinética lenta para a liga AZ31 após ECAP, laminação a frio e moagem sob atmosfera de H2.

5 CONCLUSÕES

A seguir são destacadas as principais conclusões que resumem a contribuição original do presente trabalho de tese.

1. O uso de condições mais intensas de moagem (neste caso o uso de moinho mais energético) e de aditivos adequados (neste caso 5% em mol de FeF3) mostrou-se eficaz para a síntese rápida e completa (em 4

h) de nanocompósitos à base de MgH2 por moagem reativa sob

atmosfera de hidrogênio. O tamanho médio de cristalito alcançado para o MgH2 foi de 11 nm.

2. Os mecanismos de síntese do Mg2FeH6 por moagem reativa dos

elementos foram esclarecidos, com base na análise da literatura e dos resultados obtidos. As seguintes etapas estão envolvidas: inicialmente a transformação do Mg a MgH2, e posteriormente a combinação do MgH2

e do Fe, produzindo Mg2FeH6 e Mg como subproduto.

3. O estudo dos efeitos dos principais parâmetros de processamento possibilitou a preparação de nanocompósitos com os maiores teores de Mg2FeH6 já reportados obtidos por moagem reativa de misturas 2Mg-Fe.

4. Misturas ricas em MgH2, Mg2FeH6 e Fe apresentaram cinética ultra-

rápida de absorção/dessorção de hidrogênio à 300°C, alcançando capacidade máxima de 1 a 3 min, com reversibilidade do Mg2FeH6 e

comportamento reprodutível nos ciclos realizados. As propriedades obtidas são promissoras do ponto de vista das aplicações.

5. Pela primeira vez a técnica de HPT foi aplicada a um hidreto (MgH2) e

os resultados obtidos revelaram a possibilidade de consolidação desses pós em discos e refino do tamanho de cristalito do hidreto até cerca de 20 nm, o que foi alcançado em tempos muito curtos de processamento (cerca de 5 min).

6. Foram verificados efeitos positivos do HPT na cinética de absorção/dessorção de hidrogênio de nanocompósitos à base de MgH2,

7. A rota de processamento avaliada para a liga AZ31 visando suas aplicações para armazenagem de hidrogênio e envolvendo as etapas de ECAP, laminação a frio e HEBM mostrou-se interessante devido à textura obtida e ao refino progressivo da microestrutura.