Repositório RCAAP

Este trabalho tem por objetivo a avaliar a influência da incorporação de finos de brita na microestrutura e nas propriedades de queima de uma massa cerâmica argilosa. As propriedades avaliadas foram: retração linear, absorção de água e tensão de ruptura à flexão. Foram preparadas composições com 0% e 25% em peso de finos de brita para a obtenção de corpos-de-prova por extrusão para queima em temperaturas de 800 a 1200ºC. A microestrutura das cerâmicas queimadas foi avaliada por microscopia ótica. Os resultados mostraram que a incorporação de finos de brita é benéfica para a produção de cerâmica vermelha possibilitando redução da retração linear e da absorção de água, sem muito efeito na resistência mecânica.

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By means of dimensional selection of natural lignocellulosic fibers, based on precise diameter measurements, it was recently possible to obtain fibers with relatively higher tensile strength. The present article overviews works on the statistical evaluation, through the Weibull analysis, of the ultimate tensile stress of eight lignocellulosic fibers: sisal, ramie, curaua, jute, bamboo, coir, piassava and buriti. It is shown that, for all of these fibers, the tensile strength holds an inverse relationship with the fiber diameter. Statistically this relationship conforms to a hyperbolic type of analytical equation, which discloses the possibility of unusually high strength fibers to be selected in association with very small diameters. A structural analysis using scanning electron microscopy offered an explanation to the strengthening mechanisms responsible for the superior performance of these dimensionally selected fibers.

La hidroxiapatita sintética, Ca10(PO4)6(OH)2, es un biomaterial que se emplea para reconstruir tejido óseo dañado o como recubrimiento de prótesis, ya que su composición química y su estructura se asemejan a la fase mineral contenida en el esqueleto; esta similitud favorece la formación de enlaces con el hueso, siendo por consiguiente un material biocompatible. La hidroxiapatita se puede obtener a partir de huesos, pero hoy en día se sintetiza mediante diferentes procedimientos químicos, como las reacciones en estado sólido, el método sol-gel, la reacción por doble descomposición, la neutralización o el método hidrotérmico. El método hidrotérmico es el más empleado por su simplicidad, pero los inconvenientes del proceso son las altas temperaturas (600-1000 ºC) y los largos tiempos (2-14 días) necesarios para obtener los cristales de hidroxiapatita. Por otro lado, una mejora novedosa en la síntesis de sólidos como las arcillas pilareadas, las hidrotalcitas o las zeolitas es la irradiación con microondas que tiene la particularidad de reducir los tiempos y las temperaturas de cristalización. En este trabajo se presenta la síntesis de hidroxiapatita por medio de irradiación con microondas en una autoclave a 80 ºC, por 10 minutos, 1 atm y una potencia de 200 W. Además, se estudió la influencia del pH en la preparación. El tratamiento con microondas redujo considerablemente el tiempo de síntesis en comparación con otros métodos y las propiedades, la textura y la morfología de la hidroxiapatita obtenida resultaron ser significativamente diferentes.

Actualmente son muy conocidos los beneficios tecnológicos, económicos y el menor impacto medioambiental que produce el empleo de adiciones minerales como reemplazo del cemento portland. Estas razones, han consolidado el uso de muchas adiciones como: escoria granulada de alto horno, ceniza volante, material calcáreo, humo de sílice, etc. En los últimos años, los cementos presentan un importante aumento en el contenido de las adiciones; el cual influye sobre la distribución de partículas, sobre la velocidad y naturaleza de las reacciones de hidratación y en consecuencia en su ganancia de resistencia. El presente trabajo evalúa la influencia de la temperatura en el curado (20, 40 y 60 ºC) de pastas con contenido variable de escoria granulada de alto horno (0 a 80 %) elaboradas con relación agua/material cementante de 0,40, sobre la resistencia mecánica. La evolución de la hidratación se estudió a través del análisis de los compuestos de hidratación por DRX y el contenido de agua no evaporable. La resistencia mecánica se evaluó empleando un diseño de experimentos central compuesto centrado. Los resultados obtenidos indican que a medida que la temperatura de curado aumenta con el incremento del contenido de escoria en el cemento mezcla, se aumentan la resistencia y el contenido de agua no evaporable, y disminuye la cantidad de hidróxido de calcio de la pasta.

SrHfO3 presents high density, which makes it interesting for host lattice when it is doped with rare earths for luminescent materials. The optical and structural studies of Ce3+-doped strontium hafnate films prepared by the sol-gel process are presented in this work. Crack-free films with waveguiding performances were obtained with heat-treatments between 400°C and 700°C. The total elimination of organic compounds occurs above 800°C as indicated by Fourier transform infrared spectroscopy. The optogeometric properties (refractive index and thickness) are investigated by m-lines spectroscopy. Films structure is analysed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The films crystallise from amorphous phase to pure SrHfO3 orthorhombic phase at 750°C. The HfO2 monoclinic phase superposes to SrHfO3 orthorhombic phase after heat treatment performed at 1000°C. Finally, the potentiality to prepare Ce3+ activated SrHfO3 sol-gel films with scintillation properties is explored.

Con el objetivo de estudiar nuevos materiales multipropósito, en este trabajo se analizó la influencia de las partículas de Fe3O4 y BaTiO3 sobre las propiedades magnéticas y dieléctricas de los sistemas Fe3O4/BaTiO3/epoxi. A tal efecto se analizaron los sistemas bifásicos Fe3O4/epoxi y BaTiO3/epoxi y a partir del análisis de los resultados se conformaron los compuestos Fe3O4/BaTiO3/epoxi. En todos los casos los valores de permitividad y pérdidas dieléctricas fueron altamente influenciados por el contenido de carga. En este sentido, los materiales procesados con Fe3O4 presentaron muy elevadas pérdidas dieléctricas para altas concentraciones de carga debido a efectos de percolación y a las propiedades semiconductoras del Fe3O4.

The process used to obtain foils of more and more thin thickness and coat them on artefacts varied during centuries. It started from thick foils of the first ages mechanically assembled and evolved until the rolled and beaten leaves, a few hundred nanometres thick. This paper will develop, through examples taken from laboratory studies on museum objects, the main evolution steps of gold leaf forming. It will discuss the present knowledge about processes used by hand-workers of different origins and periods: antic Egypt, Roman Empire, western and oriental Middle-Age, South America, modern Europe. A recent mechanical modelling work about gold forming by beating will be exposed. Then will be described, still through recent examples, some of the non-destructive and destructive laboratory methods used to characterise ancient and modern gildings, their composition, thickness and adhesion modes. The different coating process will be discussed, owing to the presently available knowledge. These depend on the substrate nature and the possible necessity to treat its surface before and during the gilding process. Such treatment varies from the "white preparation" found on antic Egyptian artefacts and also on wooden decoration of baroque Brazilian churches, to "oil gilding" used for the recent restoration of the Invalides roof in Paris. It may also include a high temperature firing, as for gilding with powder issued from leaf grinding on Middle-Age Syria glass. The paper will end with a listing of the numerous research perspectives open for the presently poorly developed study of the adhesion mechanisms between gold leaf and its substrate, to understand fully the gilding process.

Nas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade. Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso.

O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta biológica do tecido subcutâneo de camundongos à implantação de um novo biovidro à base de óxido de nióbio e óxido fosforoso. A morfologia do material foi analisada por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV/EDX) e a resposta tecidual foi avaliada após implantação de 30mg do biovidro no tecido subcutâneo da região dorsal de camundongos Balb/c (n=15), segundo ISO 10993-6. Após o período de 1, 3 e 9 semanas, os animais foram sacrificados e as necrópsias fixadas em formol tamponado pH 7,2 e submetidas ao processamento clássico para inclusão em parafina. Contudo, nenhum processo convencional de desmineralização de ossos e biomateriais cerâmicos foi capaz de desmineralizar o material. Alternativamente, o material obtido foi reprocessado e incluído em resina para corte em micrótomo de impacto. O estudo histopatológico considerou para análise: reação inflamatória (intensidade de células polimorfonucleares, mononucleares e células gigantes multinucledas das do tipo corpo estranho) e processo de reparo (tecido de granulação e fibrose). A análise do biomaterial no MEV/EDS demonstrou partículas irregulares com ampla variação dimensional e presença de nióbio, fósforo, cálcio, carbono e oxigênio. A análise histológica mostrou moderado infiltrado inflamatório composto de células mononucleares na semana 1, a qual desapareceu nos períodos subsequentes. Após 3 e 9 semanas, vasos sanguíneos foram observados com presença discreta de células gigantes multinucleadas tipo corpo estranho contendo partículas de biovidro de nióbio. Mesmo após 9 semanas, não se observou presença de cápsula fibrosa ao redor do material. Em nenhum momento, verificaram-se focos de necrose nem sinais de degradação das partículas. Baseado nestes resultados preliminares foi possível concluir que o material testado é biocompatível e não-bioabsorvível. A comparação deste biovidro contendo nióbio, especialmente implantado intra-ósseo, permitirá avaliar seu real potencial uso como enxerto ósseo.

Vitrocerâmicos são sólidos policristalinos obtidos por meio de um processo controlado de devitrificação de vidros com composição especialmente preparada para este fim. Ultimamente, os materiais vitrocerâmicos têm demonstrado um grande potencial de aplicação em situações onde elevado desempenho mecânico, químico e térmico são requeridos. Assim, diferentes composições a base de cordierita foram fundidas, moídas, compactadas e tratadas termicamente para se obter corpos-de-prova, que foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X, difratometria de raios X, dilatometria óptica e análise térmica diferencial. Os resultados mostraram potencial para diversas aplicações, como na indústria microeletrônica, apresentando características que recomendam a continuidade de estudos.

O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da adição de talco, um agente nucleante amplamente empregado em formulações de termoplásticos em geral, no comportamento de cristalização e nas propriedades mecânicas de dois poliuretanos termoplásticos (TPUs) de diferentes massas molares. Foram realizadas análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA), dinâmico-mecânica (DMA), além de ensaios mecânicos. Observou-se que a adição de talco aumentou a temperatura de cristalização e a de decomposição média do TPU de maior massa molar média, no entanto, não foi observada mudança para concentrações superiores a 0,5% (m/m). Análises de DMA indicaram um aumento do módulo de armazenamento com a aditivação somente para o TPU de maior massa molar média. Nos ensaios mecânicos, não foi possível observar alterações significativas nas propriedades. O estudo realizado demonstrou a importância do conhecimento do efeito da adição de talco como agente nucleante em compostos de TPU, visando o melhoramento do desempenho destes materiais.

O objetivo deste trabalho é descrever alterações microestruturais e físicas em filmes finos de sulfeto de cádmio (CdS), decorrentes de um tratamento térmico conduzido em presença de cloreto de cádmio (CdCl2). Para isso, um filme de CdCl2 foi depositado sobre a superfície dos filmes de CdS antes do tratamento. A deposição do filme de CdCl2 e o tratamento térmico foram realizados em um sistema de sublimação em espaço reduzido (CSS). Observou-se que o tratamento conduzido em temperaturas acima de 400 ºC favorece a cristalização dos filmes de CdS. Mudanças na energia de banda proibida dos filmes tratados foram observadas, as quais foram atribuídas a modificações na estrutura cristalina das amostras.

Em algumas aplicações, a detecção de defeitos não é suficiente para a segurança operacional de componentes e estruturas. Deste modo, as técnicas não destrutivas precisam ser adaptadas para a análise do estado de tensões atuantes no componente. Este trabalho apresenta os esforços despendidos no desenvolvimento de sistemas não destrutivos de análise de tensões, voltados para o monitoramento do estado de tensões atuantes em arames da armadura de tração de Risers flexíveis utilizados para o transporte de petróleo e seus derivados. Combinando técnicas como a Análise Harmônica do Campo Magnético Tangencial, Análise Incremental da Permeabilidade Magnética e Análise Multi-freqüência das Correntes Parasitas os resultados mostraram boa correlação entre os carregamentos aplicados e as medidas micromagnéticas, mostrando a grande aplicabilidade das técnicas magnéticas para a caracterização de materiais de engenharia.

Reforçar estruturas é uma prática que demanda conhecimento do sistema de reforço e do comportamento da estrutura interferida. A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, em detrimento à troca das peças de um arranjo estrutural, exigiu da construção civil a procura por métodos eficientes e confiáveis. Dentre esses métodos tem se destacado o uso de fibras, sendo as de carbono, vidro e aramida as mais pesquisadas e utilizadas. Nesta pesquisa avaliou-se a associação da fibra de vidro e de carbono à madeira de Eucalyptus grandis in natura e autoclavada com o uso do adesivo epóxi, objetivando analisar a viabilidade técnica desse tipo de combinação no reforço de estruturas de madeira por meio da interpretação dos resultados de ensaios de tração e modos de ruptura. Definidas as variáveis, procederam-se os ensaios de tração direta nas amostras. Os resultados apontaram uma superioridade da fibra de carbono em relação às fibras de vidro quanto à tensão de ruptura. Com a aplicação da fibra de carbono em corpos de prova fraturados, obteve-se uma recuperação de 90% da resistência em comparação aos corpos de prova sem fraturas. Em relação ao substrato, de um modo geral, as madeiras de Eucalyptus in natura e autoclavada não apresentaram diferenças significas no desempenho quanto à aderência da resina epóxi.

O objetivo principal deste trabalho é determinar as características físicas e mecânicas dos concretos vibro-compactados a seco para fins estruturais. Foram realizados ensaios para a determinação da área líquida, absorção de água, massa específica, resistência à tração e compressão, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, modo de ruptura à compressão e tenacidade à fratura à tração e compressão. Além disso, procurou-se simular as distribuições das tensões por métodos numéricos computacionais lineares e não-lineares para verificar o nível das tensões, no intuito de reproduzir os resultados experimentais a fim de desenvolver componentes de melhor desempenho para fins estruturais. Pode-se concluir que, pelas análises nas deformações de compressão e tração, ocorreu uma maior dispersão de valores em função da propagação da fissura, em que a variação média do coeficiente de Poisson foi da ordem dos 60% e para o módulo de elasticidade foi de 13%. A resistência à tração característica do concreto vibro-compactado foi 1,91 MPa, calculada para um nível de confiança de 95%. A resistência à tração direta foi 0,58 vezes a resistência à tração na flexão. Nas simulações, o modelo proposto permitiu uma boa aproximação, para a previsão da resistência última, entre os resultados obtidos numericamente e os experimentais. Houve uma aproximação nos valores das deformações laterais do modelo numérico comparado ao experimental até, aproximadamente, 50% da resistência última. Já para as deformações axiais, não se conseguiu reproduzir os resultados experimentais, devido à rigidez medida nos modelos teóricos serem maiores que as experimentais. A mudança de parâmetros, como o módulo de elasticidade no modelo teórico, não produziu uma equivalência entre a tensão última obtida numericamente com a resistência à compressão experimental.

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Este trabalho objetiva contribuir para a aplicação do resíduo do tecido lenhoso de espécies vegetais tropicais, na forma de serragem, proveniente da indústria madeireira do estado do Pará, da região metropolitana de Belém em particular, para a fabricação de compósito madeira-cimento. Devido à natural incompatibilidade química entre a madeira e o cimento, este procedimento resulta em um retardamento de pega, de intensidade dependente da espécie vegetal utilizada. Este efeito pode ser combatido com diversos processos, como por exemplo, a aditivação da mistura com aceleradores de pega, a mineralização da madeira, a carbonatação acelerada, dentre outros. As análises foram feitas a partir da resistência à compressão aos 28 dias para argamassas produzidas com teores de madeira de 2, 3,5 e 5% em massa, com cimento CP I e CP II, e ainda com e sem o uso de aditivo acelerador de pega a base de cloreto de cálcio. Assim sendo, os resultados obtidos foram analisados estatisticamente para que a influência do teor de madeira e da aditivação à base de cloreto de cálcio na resistência à compressão fosse avaliada. A maioria dos trabalhos existentes utiliza espécies de clima temperado, e de reflorestamento, pouco tendo sido avaliado para espécies de clima tropical. Neste sentido, o presente trabalho representa um esforço pioneiro no desenvolvimento de compósitos madeira-cimento para os materiais e resíduos disponíveis na região Amazônica.

A energia absorvida pelo laminado metal/fibra Glare® durante impactos repetidos de baixa energia aplicados segundo três diferentes sequências de carregamento dinâmico foi determinada através de um aparato Laser-Doppler. Os resultados indicaram que a energia absorvida (Ea) foi cerca de 40% da energia total disponibilizada (Et = 6 Joules), independentemente da sequência de impactos empregada. As propriedades mecânicas residuais do laminado em condições de flexão monotônica sob três pontos, assim como os danos visualmente detectáveis criados por impacto no material, também não revelaram efeitos significativos da história de cargas dinâmicas experimentada pelo laminado híbrido.

Corpos de prova de aço inoxidável ISO 5832-1 foram nitretados por 2 h em uma atmosfera de 50% vol. N2 e 50% vol. H2, a uma temperatura de 420 ºC. Antes da nitretação as amostras passaram por um processo de limpeza por sputtering, no próprio reator, com utilização de diferentes parâmetros. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise: microscopia ótica (MO) e microdureza Vickers. Os resultados evidenciaram que o emprego de uma etapa de limpeza por sputtering, anterior ao processamento, pode promover alterações significativas nos resultados obtidos na nitretação por plasma. Verificou-se ainda que o emprego de hidrogênio como agente de sputtering não causa nenhuma alteração nos resultados, quando comparados a um processamento realizado sem essa etapa de limpeza.