Repositório RCAAP

The main goal of the present study was to evaluate the influence of plaster stability, handling and thermal cycling on the morphology and mechanical strength of glass infiltrated alumina bars. Two different slip casting/thermal processing routes were investigated. The highest flexural strength of alumina bars from In-Ceram® Alumina protocol in comparison to In-Ceram® Sprint protocol was mainly due to its low drying rate and less handling. After glass infiltration and mechanical surface treatments, In-Ceram®Sprint alumina bars presented a non-homogeneous distribution of alumina particles in the glass phase, which was the mais cause for its lower flexural strength. In both cases, it was observed a strong anisotropic growth of alumina particles after glass infiltration. Non-reproducible mechanical surface treatments is other factor that could deteriorate the mechanical strength of alumina bars.

O presente trabalho tem como objetivo identificar e caracterizar mecanismos responsáveis pelo desgaste dos tijolos refratários de magnésia-carbono de uma panela de aciaria, devido ao ataque da escória SiO2-CaO-Al2O3-MgO. Para tanto, tijolos refratários MgO-C utilizados na linha de escória de uma panela industrial foram comparados com tijolos após o uso (post mortem). A microestrutura da região interfacial escória / refratário foi avaliada por análises mineralógicas (difração de raios X), microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica (lâminas petrográficas). Foi possível constatar que o tijolo post mortem apresenta, além das fases já existentes in natura, novas fases como a alumina, o silicato de cálcio e a gelenita devido à sua reação com a escória. Os resultados sugerem que o principal meio de degradação do tijolo se estabeleça pela infiltração da escória na matriz entre os grãos do tijolo refratário. Isto ocasiona o arrancamento de grãos, comprometendo a microestrutura original do material refratário, diminuindo seu tempo de vida útil.

Filmes de poliéster possuem um vasto campo de aplicação, devido algumas propriedades que são inerentes desse tipo de material, tais como boa resistência mecânica, resistência química a ácidos e bases e baixo custo de produção. Entretanto possuem limitações, como baixa tensão superficial, baixa rugosa, pouca afinidade com corantes, e pouca adesão, que impedem o uso dos mesmos para algumas finalidades principalmente quando esse uso requer que o material possua uma boa molhabilidade. Dentre as varias técnicas existentes para aumentar a tensão superficial, as técnicas que utilizam o plasma, como fonte energética, são as mais promissoras pela versatilidade e por não apresentar agentes nocivos ao meio. Então, tendo em vista a boa aceitabilidade do uso do plasma em materiais poliméricos, trataram-se filmes de poliéster usando plasma com atmosfera gasosa de oxigênio variando-se o tempo de tratamento de 10 - 60 min com incremento de 10 min a cada tratamento subseqüente. Após o tratamento por plasma as amostras foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, tensão superficial, espectroscopia Raman, Espectroscopia de infravermelho de reflexão total atenuada (IR-ATR), e microscopia de força atômica (AFM), onde foi caracterizado o aumento na molhabilidade dos filmes tratados por plasma bem como as variáveis que contribuíram para tal efeito. A técnica de plasma mostrou-se bastante eficiente na modificação de filmes de poliéster, uma vez que se obteve aumento na molhabilidade de todos os filmes tratados e sem nenhuma variação significativa com relação ao tempo de exposição das amostras pelo plasma, o que leva a propor que o tratamento por plasma tanto contribuiu para o aumento da molhabilidade através da implementação de grupos funcionais na superfície dos mesmos como com a criação de rugosidade superficial nas amostras.

No mercado atual a qualidade é necessária na fabricação dos produtos. No mercado odontológico, as resinas compostas são cada vez mais utilizadas para substituir materiais tradicionais, como amalgama, nas restaurações estéticas e funcionais, apresentando boa estética e funcionalidade. A composição química destes materiais é variável e os resultados das reações químicas do processo de polimerização são bastante desconhecidos. O objetivo deste trabalho era medir a resistência do desgaste abrasivo de seis resinas compostas vendidas no mercado brasileiro polimerizadas com tempos de 10, 20 e 40 segundos. O método do disco retificado modificado para aplicações em odontologia foi usado para tornar esta proposta viável. Neste banco de ensaios um disco dinâmico, revestido por porcelana, desgasta um disco estático revestido do tipo de resina que se pretende avaliar, que foi polimerizada durante um tempo pré-estabelecido. Com a determinação do desgaste de material, num determinado tempo, determinava-se a agressividade (capacidade de um material para desgastar outro material) do disco dinâmico sobre o disco estático. Utilizando-se para isso um programa computacional (LabView). Posteriormente era feita a regressão linear dos valores obtidos e determinado o coeficiente angular, utilizado no cálculo de agressividade. Valores elevados de agressividade indicam uma maior agressão do disco dinâmico contra o disco estático. Os resultados mostraram um comportamento variável para cada material que foi polimerizado nos diferentes tempos de polimerização utilizado, mostrando que o método para fazer estudos de desgaste é prático e rápido para testar materiais novos antes da sua utilização.

O presente trabalho desenvolve o processamento e ensaios abrasivos de compósitos a base do sistema epóxi-sílica (SiO2 na forma quartzo), e avaliação da possibilidade de sua aplicação tecnológica nas coroas de polimento de rochas ornamentais, normalmente feitas a base do compósito cimento magnesiano (SOREL)-SiC. Neste sentido, foram produzidos compósitos nas estequiometrias epóxi - (70-75-80-85-90) % em peso SiO2, via mistura e posterior cura, mediante emprego de catalisador. Os compósitos foram submetidos a testes de desgaste, simulando uma situação de polimento de rochas ornamentais. Confrontando os resultados obtidos para os compósitos produzidos com os do compósito cimento magnesiano (SOREL) - SiC das coroas comerciais, observa-se a viabilidade técnica do uso deste novo compósito (epóxi-SiO2) na indústria de rochas ornamentais.

O grês porcelanato possui excelentes propriedades como: resistência mecânica, química, elevada dureza, etc. Atualmente, vários estudos de novos materiais estão sendo realizados, como por exemplo, a incorporação de resíduos industriais sem a mudança do processo ou qualidade do produto final. O objetivo deste trabalho foi estudar a possibilidade do uso de um resíduo de vidro em massas cerâmicas para produção de grês porcelanato. Foram preparadas misturas contendo diferentes quantidades de argila, resíduo de vidro na forma de pó, feldspato e quartzo moído. As amostras foram queimadas em diferentes temperaturas entre 1000-1250°C, com isoterma de 30 minutos. As amostras queimadas foram caracterizadas e a composição contendo feldspato e pó de vidro como fundentes, apresentaram as melhores propriedades mecânicas e tecnológicas. A adição de resíduo de pó de vidro mostrou ser um eficiente fundente, pois além de acelerar o processo de densificação durante a queima do produto cerâmico, este material pode substituir o feldspato que é um mineral em estágio de exaustão.

Amostras cilíndricas de aço inoxidável martensítico AISI 420 foram nitretadas ionicamente usando blindagens elétricas. Elas foram nitretadas nas temperaturas de 623, 673 e 773 K, durante 5 horas. Nessa técnica as amostras são colocadas num potencial flutuante, dentro de uma gaiola que blinda o potencial catódico. Um estudo sistemático foi realizado para avaliar a eficiência desta técnica sobre a eliminação do efeito de borda, quando comparado com a nitretação iônica convencional. As amostras nitretadas por essa nova técnica apresentaram taxa de nitretação, fases cristalinas e durezas, semelhantes àquelas nitretadas convencionalmente. Porém, foi possível eliminar completamente os anéis de erosão, comumente existentes nas amostras tratadas convencionalmente, os quais surgem devido a efeitos de bordas.

Tres aleaciones cuaternarias Al-6Si-3Cu-xMg (x = 0.59, 3.80 y 6.78 % en peso) fueron producidas utilizando fundición convencional de lingotes y solidificación rápida mediante "melt-spinning". El estudio se concentró en investigar el efecto del contenido de Mg y del tiempo y la temperatura de envejecido sobre los precipitados y la microdureza. Las aleaciones se sometieron a tratamientos térmicos T6, consistentes en calentar las muestras a 480 ºC por 12 h y envejecido a 150, 180 y 210 ºC, durante tiempos comprendidos entre 0.05 y 100 horas. Se aplicaron diseños multifactoriales, resumidos en la dependencia VHN= f (t, T, %Mg), donde VHN es la microdureza Vickers, t es el tiempo y T la temperatura de envejecido. Se utilizaron técnicas de microscopía electrónica de transmisión y microdureza. Los precipitados obtenidos fueron diferentes: CuAl2 en forma de aguja para las aleaciones con 0.59 % de Mg; y Q (Al5Cu2Mg8Si6) irregulares para las aleaciones con 3.80 y 6.78 % de Mg. Para las aleaciones obtenidas por solidificación rápida, el factor que más influyó sobre la microdureza fue la temperatura, seguido por el contenido de Mg y el tiempo de envejecido. El aumento del contenido de Mg origina mayores microdurezas. Para las aleaciones obtenidas por solidificación convencional la temperatura es el único factor que provoca cambios significativos sobre la microdureza.

Amostras do aço inoxidável austenítico AISI 316 foram nitretadas em gaiola catódica nas mesmas condições de tratamento, pressão de 250 Pa, temperatura de 723 K mistura nitretante de 80%N2/H2 e variando apenas a duração do processo de 1 a 5 horas com o objetivo de observar o crescimento da camada nitretada. Houve formação de camada para todos os tempos de nitretação. A formação de camada para todas as durações de tratamento é confirmada através da microscopia óptica e também pela análise de microdureza. Os difratogramas de raios-X apresentaram fases semelhantes. Comprovando que é possível obter camada nitretada na técnica de nitretação em gaiola catódica mesmo para pequena duração de tratamento.

O denominado efeito magnetocalórico (EMC) vem sendo estudado visando sua aplicação em sistemas de refrigeração próximas à temperatura ambiente (uso doméstico). Os refrigeradores magnéticos operam com base em sólidos atóxicos que substituem os gases refrigerantes usados em compressores herméticos, como os CFC’s e HCFC’s, altamente poluentes. Algumas ligas da família Gd5(Ge xSi4-x) apresentam o efeito magnetocalórico gigante (EMCG), sendo que a liga Gd5Ge2Si2, apresentada em 1997 por Pecharsky e Gschneidner, possui transição magneto-estrutural de primeira ordem na temperatura de Curie (Tc = 273 K) e EMC por volta de 30 J.(kg.K)-1, sendo provável o seu uso nesses sistemas de refrigeração. Entretanto, quando submetida a uma pressão de compactação e posterior sinterização, o material perde suas características iniciais. Assim sendo, este estudo tratará da influência da pressão de compactação sobre as propriedades estruturais e magnéticas na liga de Gd5Ge2,15Si1,85.

Se estudiaron las características eléctricas de películas delgadas de óxido de aluminio preparadas por la técnica de rocío pirolítico ultrasónico. Las películas delgadas se depositaron a partir de una solución de acetilacetonato de aluminio en N,N-dimetilformamida sobre substratos monocristalinos de GaAs (100) tipo-p. La temperatura de depósito fue de 300 a 600 ºC. Las propiedades eléctricas de las películas en función de la temperatura de substrato se determinaron por medidas de capacitancia y corriente contra voltaje mediante la incorporación de las películas en estructuras tipo MOS (metal-óxido-semiconductor). La densidad de estados de interfaz resultó del orden de 10(12) 1/eV-cm² y el dispositivo MOS soportó campos eléctricos mayores a 5MV/cm, sin mostrar rompimiento dieléctrico. El índice de refracción se determinó por elipsometría a 633nm, con un valor máximo del orden de 1.64.

A norma ISO 11439 admite 4 tipos de cilindros para armazenamento seguro do GNV. Dentre estes, o cilindro do tipo selante metálico envolvido na circunferência por compósito bobinado de fibras é objeto de análise neste projeto de P&D, realizado numa parceria da EEIMVR/UFF com a White Martins/CILBRAS. Este trabalho descreve um modelo numérico, construído com o auxílio do código de elementos finitos ANSYS, empregado no cálculo de tensões no selante e nas camadas de compósito. Através da adoção de um critério de projeto para compósitos laminados e de uma expressão analítica, estudou-se a otimização da espessura da camada bobinada, em função do ângulo de bobinamento das fibras sobre o selante metálico. Empregando-se o elemento de casca multicamada ("shell multilayer") do código ANSYS versão 8.1 construiu-se um modelo de cilindro tipo 2 que permitiu o cálculo das tensões e deformações no selante e no material compósito. Analisaram-se as tensões principais em cada camada de compósito fibra de vidro-epóxi. O critério de falha de Hill-Tsai, para materiais compósitos laminados, foi empregado para análise de falha de cada uma das camadas. Os resultados são analisados tendo em vista o desempenho do cilindro sob condições de carregamento de teste, isto é, 30 MPa.

Lanthanum chromites (LaCrO3) are the main materials used as interconnect for solid oxide fuel cells. However, there are several difficulties involved in the processing of these materials. The objective of this work is to investigate and to characterize the relationships between microstructural development process and the electro-thermal-mechanical behavior of earth-alkaline metals doped lanthanum chromites-based ceramics. Calcium and strontium doped lanthanum chromites-based ceramic powders were produced by solution-based method from respective metallic nitrates. Samples were prepared by pressing and sintering procedures. The phase composition was evaluated by X-ray diffraction and densification level by Archimedes method. The microstructural characterization was made by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and thermal analysis techniques. Electrical tests were used to evaluate the electrical conductivity of the samples, and thermal expansion coefficient was determined by dilatometric measurements. The obtained experimental results corroborate the literature comments concerning the difficulty of lanthanum chromite-based ceramics with high densification level and evidence the great influence of the nature of the dopants on the sintering mechanism and the microstructural and electric characteristics of the produced ceramics. The best ones results, in terms of densification and homogeneity characteristics, had been gotten through multiple doping with calcium and strontium, and in sintering temperature conditions lower that the normally considered to pure or mono-doped lanthanum chromite-based ceramics.

Compósitos poliméricos com fibras naturais vêm sendo bastante estudados nas duas últimas décadas com algumas aplicações já bem estabelecidas, principalmente no setor automotivo. No entanto, suas aplicações são limitadas pelo seu baixo desempenho mecânico e alta absorção de umidade, comparado aos compósitos com fibras sintéticas. Buscando minimizar estes problemas e ampliar o leque de aplicações, propõe-se neste trabalho desenvolver um compósito laminado híbrido associando fibras naturais (curauá) e sintéticas (vidro-E) em uma matriz de resina poliéster. Foi realizado um estudo comparativo das propriedades mecânicas em flexão do laminado híbrido e de dois outros laminados, um apenas com fibras de vidro e um apenas com fibras de curauá. Ensaios de absorção de água foram também realizados sendo obtidas as curvas de saturação para os três laminados. Por fim, foi analisada a influência da absorção de água nas propriedades mecânicas em flexão do laminado híbrido. As propriedades do laminado híbrido foram muito próximas do laminado de fibra de vidro, já o laminado de curauá teve um desempenho bastante inferior. Nos ensaios de absorção de água foi comprovada a eficiência da hibridização na redução do percentual de absorção de água do laminado apenas com fibra natural. O laminado híbrido vidro/curaua mostrou ser um promissor substituto para os laminados de fibra de vidro mesmo em aplicações de contato direto com água.

Carbonado é a denominação de um diamante policristalino opaco e de cor escura, naturalmente encontrado no Brasil e na República Central Africana. Artificialmente é possível produzir-se um diamante sintético policristalino do tipo carbonado. Devido a sua microestrutura constituída de muitos grãos, este diamante é mais duro e mais tenaz que os comuns. Assim, pode ser usado com vantagens em brocas para perfuração de petróleo e outras ferramentas resistentes à abrasão. O objetivo deste trabalho foi, pela primeira vez, produzir o carbonado no Brasil e apresentar suas características microestruturais. Este carbonado foi sintetizado a altas pressões e temperaturas utilizando grafite brasileiro no setor de Materiais Superduros da UENF. As características avaliadas o colocam como um material compatível para utilização em ferramentas de corte e perfuração.

Neste trabalho foram preparados materiais cerâmicos a base de carbeto de silício, sinterizados com a adição de AlN-Y2O3. Quatro composições foram obtidas, variando-se as quantidades e composições dos aditivos. Ensaios de oxidação foram realizados em temperaturas variadas (1200, 1300 e 1400ºC), fixando o tempo de exposição em 120 horas. Os resultados foram relacionados com a densificação e composição das amostras. A partir dos resultados do ganho de massa em função da área superficial, obtiveram-se os valores do coeficiente de crescimento parabólico da taxa de oxidação (k p). Dos resultados obtidos, observou-se que as composições apresentam um comportamento parabólico da taxa de oxidação, em todas as composições estudadas. Observou-se, ainda, um aumento efetivo da oxidação em função do grau de porosidade em algumas amostras. Por outro lado, a estequiometria utilizada na composição dos aditivos influenciou os resultados. Aditivos com maior teor de Y2O3 em relação ao teor de AlN apresentaram melhores resultados com menores taxas de oxidação.

Compósitos ambientalmente corretos fabricados com tecido de juta, retirados de sacos de aniagem, reforçando matriz de polietileno reciclado estão sendo investigados como sucedâneos de materiais convencionais para painéis de construção e mobiliário. O presente trabalho avaliou a tenacidade ao impacto destes compósitos para diferentes frações, até 40% em peso, de tecido de juta. Corpos de prova com dimensões padronizadas foram preparados por moldagem a quente e ensaiados em pêndulo de impacto Charpy. As correspondentes fraturas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, MEV. Constatou-se que a energia registrada nos ensaios aumenta com a fração de tecido de juta como reforço. Observações por MEV permitiram identificar os mecanismos do efeito do reforço que o tecido de juta acarreta para o aumento da tenacidade do compósito.

O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento termo-mecânico de adesivos usados em juntas coladas de tubos de plástico reforçado com fibras de vidro (PRFV). Inicialmente usados em instalações de dessalinização e tratamento de efluentes, hoje são aplicados na indústria do petróleo, tanto em plataformas de perfuração quanto de produção, devido à necessidade do uso de materiais mais leves e com alta resistência à corrosão. Destaca-se que no Brasil estas tubulações estão submetidas a temperaturas de serviço da ordem 85ºC, com transientes térmicos de até 115ºC, enquanto as demais aplicações destes tubos são projetadas para operar à temperatura ambiente. O adesivo foi avaliado por meio de ensaios uniaxiais de tração realizados às temperaturas de 25, 55, 85 e 115ºC, tendo sido determinado a tensão de escoamento, a tensão de ruptura, a deformação associada a estas tensões e o módulo de elasticidade. Os resultados obtidos mostram que, com o aumento da temperatura, há uma elevada queda na tensão de escoamento, na tensão de ruptura e no módulo de elasticidade do adesivo, ao mesmo tempo em que aumenta a deformação associada a estas tensões. Pode-se também concluir que o adesivo opera com segurança até a temperatura de 55ºC. Acima desta temperatura as juntas produzidas com este adesivo estariam sujeitas a falhas como o aparecimento de trincas e deformação excessiva, o que pode vir a trazer como conseqüência o colapso da estrutura.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de rejeito de minério de ferro na microestrutura de uma cerâmica argilosa. Foram preparadas formulações, com percentuais de rejeito de até 30% em peso, usadas na confecção de corpos-de-prova por prensagem uniaxial para queima nas temperaturas de 700, 900 e 1100ºC. A microestrutura da região de fratura das cerâmicas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e porosimetria de mercúrio. Os resultados mostraram que a adição do rejeito à massa argilosa altera significativamente a microestrutura da cerâmica. Incorporações de até 10% em peso do rejeito são benéficas para a qualidade da cerâmica por meio da redução da porosidade aberta.

Coroas abrasivas são ferramentas de desbaste e polimento utilizadas no beneficiamento de pedras ornamentais, tais como mármore e granito, com o objetivo de promover acabamento final.Foram preparadas uma série de coroas a base de poliéster com 85, 80 e 75% (em peso) de sílica. Após a mistura da sílica abrasiva com a matriz de poliéster, procedeu-se a posterior cura em moldes com o formato das coroas industriais. Os testes finais foram feitos a nível industrial em empresa do ramo, os quais foram acompanhados via medidas de rugosidade do material trabalhado. A partir da diminuição nas dimensões da coroas abrasivas, e perda de massa, mediu-se o desgaste. Os resultados mostraram que as coroas abrasivas de sílica (quartzo) embebidas em poliéster, podem ser utilizadas como ferramentas abrasivas comerciais, resultando em um produto alternativo, de baixo custo e de qualidade satisfatória, quando comparadas às coroas comerciais de SiC-Sorel.