Effects of thermal and chemical tempering in a glass dielectric / Efeitos da têmpera térmica e química em um dielétrico de vidro

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Os dielétricos de vidro temperado são componentes utilizados em isoladores elétricos de linhas de transmissão e de distribuição de energia elétrica, e devem apresentar confiabilidade operacional para suportar o clima e as condições de poluição das cidades e metrópoles do Brasil. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma rota de produção de um dielétrico de vidro temperado para REM (resistência eletro-mecânica) de 45 kN com elevada confiabilidade mecânica e termomecânica. Para tanto foram realizadas investigações em uma linha de produção industrial com um protótipo de dielétrico de vidro de silicato sodo-cáustico, onde foram verificadas as influências da variação dos parâmetros de processo e do tipo de tratamento de têmpera, térmica e/ou química, nas propriedades mecânicas e termomecânicas do dielétrico; Os parâmetros de processo foram variados com o intuito principalmente de diminuir a temperatura da peça ao longo de todo o processo. As variações foram realizadas em três níveis, denominados processo de fabricação A, B e C. Em alguns casos, também foi realizada uma etapa final de têmpera química. Foram preparados três conjuntos de peças conforme o processo de têmpera: térmica; química; e dupla têmpera, têmpera térmica seguida de têmpera química. Os dielétricos produzidos foram caracterizados por meio de: ensaio de compressão para determinação da força de ruptura; ensaios de choque térmico frio-quente; quente-frio; quente-frio ciclado; e ensaio de impacto para determinação da energia absorvida. Os resultados de força de ruptura em compressão e tempo de ruptura em choque térmico frioquente foram analisados pela estatística de Weibull; A diminuição da temperatura do vidro durante a conformação e a diminuição da severidade de têmpera térmica resultou em diminuição da quantidade de peças fraturadas e aumento das propriedades mecânicas, resistência ao choque térmico e confiabilidade mecânica e termomecânica. O tratamento de têmpera térmica resultou na produção de dielétricos com elevadas propriedades mecânicas, mas com baixa confiabilidade termomecânica, enquanto o tratamento de têmpera química resultou em propriedades mecânicas abaixo das especificadas, mas com excelente desempenho nos ensaios de choque térmico. Já o tratamento de dupla têmpera, térmica e química, resultou na produção de dielétricos com elevadas propriedades mecânicas, excelente desempenho nos ensaios de choque térmico e elevada confiabilidade mecânica e termomecânica, possivelmente decorrente da formação de um perfil de tensão residual de compressão na superfície, determinado pelos fenômenos de relaxação de tensão e troca iônica, que teve o efeito de melhorar o desempenho mecânico e termomecânico das peças mais fracas do conjunto (lote); As alterações realizadas nos parâmetros de processo e a introdução de uma etapa adicional de têmpera química possibilitaram o desenvolvimento de uma rota de fabricação de um dielétrico de vidro temperado com elevada confiabilidade mecânica e termomecânica;

ASSUNTO(S)

dielétrico têmpera química prensagem dielectric chemical tempering pressing engenharias têmpera térmica thermal tempering processing thermal shock processo choque térmico vidro temperado troca iônica propriedades mecânicas glass ion exchange mechanical properties

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