Repositório RCAAP

Nas últimas décadas têm sido desenvolvidos novos materiais sintéticos que possuam biofuncionalidade e biocompatibilidade para que se tornem um biomaterial. Polímeros bioestáveis têm uso generalizado no campo biomédico, sendo que muitos avanços em biomateriais poliméricos têm ocorrido na busca de melhorias aos implantes cardiovasculares. Atualmente, os materiais sintéticos mais utilizados para a fabricação de próteses vasculares são o PET e o PTFE devido a sua estabilidade química após o implante. Neste trabalho é apresentado um estudo das propriedades térmicas e mecânicas de dispositivos comerciais à base de PET e PTFE, bem como sua citotoxicidade em células de fibroblastos de camundongos, 3T3-NIH, através de testes para a avaliação da viabilidade celular (teste VN e MTT). Estes materiais apresentaram grande estabilidade térmica (acima de 300 ºC), mesmo após 270 dias de degradação in vitro e um comportamento elástico (deformação máxima de 186±22% para o PET e de 65±19% para o PTFE). A viabilidade celular por VN e MTT do dispositivo de PTFE foi superior a 80%, permitindo classificar o mesmo como não citotóxico. No teste de VN, o dispositivo de PET não apresentou efeito citotóxico, contudo os resultados por MTT indicaram que o mesmo causa alteração da funcionalidade mitocondrial, independente da dose e tempo avaliados.

O presente trabalho teve por finalidade a síntese de nanopartículas de NiFe2O4 utilizando o método de sol-gel/combustão e combustão homogênea. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios X, ressonância magnética eletrônica (RME) e espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (IV-FT). As medidas de raios X foram usadas para caracterizar e estimar o tamanho médio dos cristalitos. Nos espectros de infravermelho, são observadas a formação da fase ferrítica e a influência do tamanho médio de cristalitos em todas as amostras que apresentaram alto grau de cristalinidade, já que a banda de infravermelho na faixa de 600-550 cm-1 é característica por sítios tetraédricos da ferrita. Os espectros de ressonância magnética eletrônica mostram que as partículas sintetizadas possuem dimensão nanométrica.

O comportamento de fluidos de perfuração em altas temperaturas, particularmente aqueles à base de água, é imprevisível e, de fato, ainda não foi totalmente compreendido. Desta forma, otimizar a composição dos fluidos surge como um dos principais fatores para controle das suas propriedades, uma vez que as propriedades reológicas dos fluidos podem apresentar grandes diferenças à temperatura ambiente e no interior do poço. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de fluidos argilosos aditivados com polímeros e lubrificante em elevada temperatura. Para tanto, foram feitos estudos das propriedades reológicas, de filtração e pH. Os resultados evidenciaram que os fluidos estudados apresentaram baixos valores de propriedades reológicas e altos valores de propriedades de filtração. Mostraram também que o envelhecimento térmico ocasionou um processo de degradação dos aditivos utilizados, resultando na redução do pH e na caramelização dos fluidos.

No summary/description provided

Este trabalho faz uma avaliação da influência de parâmetros operacionais utilizados no processo de soldagem a laser do aço inoxidável AISI 316. Os resultados dos experimentos de soldagem realizados com parâmetros ajustados para diversas situações foram avaliados levando em consideração a densidade de potência disponibilizada e o tempo de interação do feixe com o metal base. Essas avaliações foram baseadas nos resultados de microdureza e nos ensaios de corrosão eletrolítica das soldas, auxiliadas pela macrografia do cordão de solda. Buscou-se evidenciar correlações entre os parâmetros operacionais selecionados para os experimentos e os resultados obtidos nos cordões de solda, medindo-se grandezas como largura e profundidade. Concluiu-se que a escolha adequada dos parâmetros operacionais é fundamental para a garantia da qualidade dos cordões de solda. Além disso, validou-se um método rápido de avaliação da susceptibilidade dos cordões de solda à corrosão.

En este trabajo se exploró el comportamiento y los mecanismos de daño de un panel laminado compuesto a partir de materiales poliméricos y cerámicos, ante el impacto de un proyectil metálico. Se realizó el diseño de un sistema con la cara de impacto en material cerámico (SiC), con respaldo elaborado en polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), placas elaboradas con geometría cuadrada de 200 mm de lado y 5 mm de espesor, y cortes de tejido polimérico con iguales dimensiones de área. Se tomó como referencia el montaje de la norma (NIJ) Standard 0101.06 para el ensayo a impacto balístico; en el material cerámico se identificó la formación de cráter, fracturas y delaminación como mecanismos de falla predominantes, utilizando microscopia óptica y de barrido; en el material polimérico se observó fibrilación, torsión, fusión de fibras, delaminación y deformación cónica y posteriormente se analizaron las muestras empleando los modelos de balance de energía cinética de "Morye, Smith y de Retch e Ipson". El resultado evidenció que el arreglo con mayor influencia para disipar energía, es el panel elaborado con doble placa cerámica (SiC) y doble capa de tejido polimérico como respaldo.

Em algumas ligas metálicas existem átomos magnéticos cercados por vários outros não magnéticos. Os primeiros são tão poucos que não interagem entre si. Os segundos são maioria e formam uma banda de condução. Nestas ligas é comum a ocorrência de um fenômeno conhecido como Efeito Kondo. Trata-se do acoplamento entre o spin do átomo magnético com os spins dos elétrons da banda de condução. Este fenômeno, em baixas temperaturas, é perceptível em propriedades como suscetibilidade magnética, calor específico eletrônico, resistividade elétrica, entre outros; e é caracterizado por um parâmetro denominado Temperatura Kondo. O valor deste parâmetro indica a faixa de temperatura em que o Efeito Kondo passa a ser significativo. Sua determinação é importante para a compreensão de compostos metálicos em baixa temperatura, como Ce0.5La0.5Ni9Ge4,URu2Si2 entre outros. Krishna-murthy e colaboradores, através de cálculos perturbativos do modelo de Anderson para ligas magnéticas diluídas, propuseram uma tabela de dados de suscetibilidade magnética a partir da qual é possível a determinação da temperatura Kondo para sistemas físicos no regime líquido de Fermi. Neste artigo foi reproduzido este procedimento utilizando regressão numérica para ajustar um tipo de equação não-linearizável aos dados desta tabela. Em seguida, determinou-se a temperatura Kondo de um modelo de Anderson de dois canais no regime não líquido de Fermi. Confirmou-se que o método numérico proposto por Krishna-murthy e colaboradores é válido para os dois regimes.

Os aços inoxidáveis duplex são aqueles que possuem uma microestrutura constituída por duas fases distintas, ferrita (α) ferromagnética e austenita (γ) paramagnética, presentes em quantidades aproximadamente iguais. Neste trabalho, a microestrutura do aço duplex UNS S31803 foi modificada através de tratamento térmico (TT) de solubilização à temperatura de 1050°C por 30 minutos, seguido de resfriamento em água. Em seguida, as amostras foram envelhecidas por 5, 15, 30, 60 e 180 minutos, à temperatura de 850°C. Este tratamento promoveu a formação de uma fase deletéria, a fase sigma, que se forma através da decomposição da ferrita, rica nos elementos Cr e Mo, que são formadores desta fase. A formação desta fase altera as propriedades mecânicas e químicas (resistência à corrosão) dos aços duplex e superduplex. As propriedades magnéticas e mecânicas foram avaliadas em cada uma das condições estudadas e correlacionadas com a microestrutura. As propriedades magnéticas das amostras foram obtidas em um Magnetômetro de Amostra Vibrante (MAV), no qual se fez o levantamento da curva de histerese deste material. As propriedades mecânicas das amostras foram caracterizadas por microdureza Vickers empregando-se uma carga de 0,2 kgf. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando um microscópio óptico. Com o aumento do tempo de tratamento térmico de envelhecimento, ocorreu o aumento do percentual de fase sigma formada, e diminuição da fase ferrita. Devido a essa transformação, houve alteração das propriedades magnéticas do aço duplex. A fase ferrítica foi calculada através de dois métodos: ferritoscópia e medição da magnetização de saturação; em ambos os casos foi observada a diminuição da fase ferromagnética.

Atualmente, compósitos à base de polímero/carga mineral têm sido alvo de grande interesse, tanto em indústrias quanto em pesquisas acadêmicas, devido à melhora significativa nas propriedades dos materiais quando comparadas ao polímero virgem. O carbonato de cálcio (CaCO3) é um dos materiais mais abundantes do planeta e tem sido geralmente usado na obtenção de compósitos poliméricos. As propriedades de suas partículas (tamanho, forma e módulo) podem provocar um efeito significativo, especialmente no comportamento mecânico. As misturas PEAD/CaCO3 são amplamente usadas na indústria automotiva. No presente estudo, o efeito da incorporação de CaCO3 nas propriedades mecânicas e de escoamento destas misturas foi avaliado através de um planejamento fatorial simples de dois níveis, do tipo 2n, com n = 3 fatores: teor de carga; tamanho de partícula e velocidade de rotação da rosca. As variáveis de resposta analisadas foram: módulo de Young e resistência ao impacto e índice de fluidez (MFI). Os resultados mostraram que, dentro dos níveis estabelecidos, o fator que apresentou mais impacto nas variáveis de resposta foi o teor de carga mineral.

Devido às inúmeras aplicações do aço carbono na indústria, torna-se necessária a utilização de tratamento de superfície para controle e prevenção da corrosão deste metal. Um dos sistemas utilizados como pré-tratamento do aço carbono para posterior pintura é a fosfatização à base de zinco, a qual permite melhorar a ancoragem da tinta sobre o substrato metálico. No entanto, este tratamento gera para a indústria um passivo ambiental relacionado ao lodo e ao íon metálico alergênico e poluente utilizado no processo, neste caso o Ni2+. O objetivo deste trabalho é desenvolver e caracterizar um tratamento alternativo ao fosfato de zinco para o aço carbono 1008, utilizando-se um fosfato orgânico. O método utilizado foi o de imersão do substrato metálico em uma solução aquosa de uma molécula orgânica à temperatura ambiente. Os corpos de prova do aço carbono foram avaliados utilizando-se microscopia óptica e eletrônica de varredura, espectroscopia Raman, ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica anódica e espectroscopia de impedância eletroquímica em meios ácido e neutro, além dos ensaios em Salt Spray. Os resultados eletroquímicos e de corrosão acelerada mostraram que o filme de fosfato orgânico minimiza a corrosão no aço carbono, podendo ser utilizado em substituição ao tradicional fosfato de zinco.

A bauxita do Pará é constituída pelas seguintes camadas: nodular (BN), nodular cristalizada (BNC), cristalizada (BC), cristalizada - amorfa (BCBA) e amorfa (BA). Deste perfil geológico, somente a camada BC é lavrada, beneficiada, transportada através de mineroduto e purificada no processo Bayer. As camadas BCBA e BA possuem um elevado teor de SiO2 reativa (6-7%), o que inviabiliza sua utilização no processo. Uma proposta para dobrar as reservas de bauxita, de acordo com o parâmetro comercial, depende de um estudo de caracterização e de beneficiamento que permita identificar as principais dificuldades da utilização da camada BCBA na obtenção de alumina. Assim, este trabalho consistiu na caracterização da bauxita BCBA e no estudo reológico, com o objetivo de verificar a viabilidade desta bauxita para a produção de alumina e do seu transporte por meio de mineroduto. A caracterização da bauxita BCBA utilizou as técnicas de FRX, DRX, IV, MEV, distribuição do tamanho de partículas por meio de peneiramento, potencial zeta, a análise química pelas técnicas de absorção atômica e titulação potenciométrica. Para estudar a influência da concentração de sólidos, distribuição do tamanho de partículas obtida por diferentes tempos de moagem, temperatura e pH na viscosidade, realizou-se um planejamento de experimento 2(4-1), com ponto central. A bauxita BCBA é essencialmente gibbsítica e encontra-se associada aos minerais caulinita e hematita. Após as etapas de britagem, moagem e peneiramento, verificou-se que esta bauxita contém um teor de 41,7% de Al2O3 disponível e 7,1% de SiO2 reativa. A DRX e o IV indicaram a caulinita como a fase responsável pelo alto teor de sílica reativa desta bauxita. A avaliação estatística das variáveis de preparo da polpa indicou que a concentração de sólidos é a variável de maior influência na viscosidade, seguida pela influência da distribuição de tamanho de partículas e do pH.

La espectroscopía de aniquilación de positrones (PAS) ha demostrado ser una poderosa herramienta para el estudio de defectos en sólidos ya que posee características únicas debido a su alta sensibilidad a la presencia de defectos tales como vacancias, aglomerados de vacancias o nanohuecos. Asimismo, PAS posibilita la identificación y caracterización de cada uno de estos defectos. Existen diferentes variantes experimentales de PAS tales como la espectrometría temporal positrónica, que permite identificar y cuantificar los distintos tipos de defectos, y el ensanchamiento Doppler que brinda información no solo sobre los defectos sino, también, sobre las especies atómicas que decoran los sitios de atrapamiento de los positrones. Estas técnicas, acopladas a un haz de positrones lentos permiten estudiar, además, defectos sub-superficiales en materiales con espesores inferiores al micrómetro, films y coatings. En este trabajo, se presentan dos ejemplos que ponen de manifiesto la potencialidad de PAS para el estudio de defectos sub-superficiales en: i) vidrios de sílice implantados con iones de oro y ii) oro rugosado.

A detecção de hidrogênio permeado através de estruturas metálicas é tema de grande relevância, tendo em vista monitorar e controlar os danos que o hidrogênio causa nos metais, em especial o aço. Existem diversas tecnologias aplicadas à montagem destes sensores como, por exemplo, os sensores eletroquímicos. Muito usados em pilhas a combustível, membranas poliméricas vêm sendo empregadas como alternativa ao eletrólito líquido em sensores eletroquímicos por diversas razões, como: resistência à deterioração e durabilidade. Existem diversos tipos que possuem as características para este fim, porém o mais empregado é o Nafion®. A principal característica destes polímeros é sua condutividade protônica causada pela dissociação das moléculas de água presentes em sua estrutura. Sendo assim, a sua condutividade é fortemente dependente da quantidade de água contida no material. A temperatura é outra variável que pode influenciar na condutividade protônica. Foi feita uma revisão destas variáveis e das técnicas que podem ser empregadas na preparação de polímeros para se obter as propriedades desejáveis. A análise inicia com a discussão do método de preparação, limpeza inicial, hidratação e acondicionamento do polímero hidratado. Com este trabalho espera-se obter uma diretriz para a preparação de um polímero para uso como eletrólito sólido, suas características e propriedades e assim, aplicá-lo ao desenvolvimento de um sensor eletroquímico de hidrogênio.

O Brasil está entre os seis maiores responsáveis pela produção mundial de rochas ornamentais, sendo o centro produtor mais rico em granito. O setor de rochas ornamentais gera durante os processos de corte e beneficiamento enormes quantidades de resíduos sólidos poluentes, de tal modo que as quantidades de tais resíduos são esperadas para aumentar cada vez mais. O estado do Espírito Santo é o maior produtor e exportador nacional de rochas ornamentais e, nos processos de corte e beneficiamento são geradas grandes quantidades de resíduos sólidos que precisam ser reaproveitados, do contrário podem causar danos de difícil remediação ao meio ambiente. Dependendo do tipo de rocha e do tipo de processo de corte e beneficiamento, resíduos com distintas características podem ser gerados. Neste contexto, o presente trabalho objetiva caracterizar quatro resíduos de rochas ornamentais gerados em distintos processos de corte e beneficiamento denominados de resíduos granalha, dimantado, levigação e polimento. As amostras dos resíduos de rochas ornamentais foram caracterizadas em termos de composição química, morfologia, distribuição de tamanho das partículas, massa específica real e análise termogravimétrica (ATG/DTG). Os resultados experimentais indicaram que os resíduos estudados apresentam diferentes características químicas e físicas. Os resíduos levigado, polimento e granalha são ricos em óxidos fundentes (K2O, CaO e Fe2O3), enquanto que o resíduo diamantado é rico em SiO2. Os resíduos também apresentam distintos comportamentos granulométrico e térmico.

A platina e os metais do grupo da platina (MGP) possuem importantes aplicações em catálise. Os catalisadores automotivos geralmente possuem platina, paládio e ródio, que são úteis na conversão dos gases nocivos produzidos durante a queima do combustível, em gases menos prejudiciais ao meio ambiente. A demanda pela platina e metais do seu grupo, aliada à sua escassez na crosta terrestre e altos valores de mercado, tornam a sua reciclagem fundamental. Neste contexto, uma vez que não existe uma formulação padronizada para a sua fabricação, a caracterização dos catalisadores automotivos é uma etapa primordial para a seleção adequada da rota de reciclagem a ser adotada. Via de regra, os catalisadores monolíticos virgens usados na indústria automotiva possuem em torno de 1,89 g/kg de platina, 0,29 g/kg de paládio, além de 0,10 g/kg de ródio, metais preciosos de altíssimo valor agregado. Neste trabalho foram caracterizadas duas amostras de catalisadores automotivos, uma virgem e outra proveniente de um catalisador usado. A microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura com sistema de microanálise por dispersão de energia, difração e fluorescência de raios-X, além de TG-DTA foram as técnicas analíticas empregadas neste trabalho. Foi observado que os catalisadores são constituídos por uma estrutura na forma de colmeia, constituída de cordierita (Mg2Al4Si5O18), recoberta com uma camada de alumina impregnada com os metais do grupo da platina. No catalisador virgem, detectou-se por fluorescência de raios-X, cerca de 0,99 g/kg de platina, enquanto que no catalisador usado o teor de platina foi de 0,44 g/kg. Na amostra do catalisador exaurido nota-se a deposição de material carbonoso sobre a camada de alumina, além da presença de trincas, que podem levar a perdas dos metais preciosos e queda de atividade do catalisador.

Pré-tratamentos a base de Cr(VI), têm sido usados há muito tempo em diversos materiais, como eletrodepósitos e ligas de zinco; entretanto, por serem tóxicos para o homem e ao meio ambiente, estão sendo definitivamente banidos, segundo diretrizes européias [2000/53/EC]. Nesse contexto, novas tecnologias alternativas têm sido estudadas e desenvolvidas. A deposição de filmes finos contendo silanos surge como uma dessas alternativas para aumentar a resistência à corrosão dos eletrodepósitos de zinco sobre aço. Nesse artigo, filmes contendo o silano γ-UPS (ureidopropiltrietoxissilano) foram aplicados sobre as ligas ZnFe e ZnCo eletrodepositadas. Os diferentes sistemas silano/substratos obtidos, foram então avaliados através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), em solução de NaCl 0,1M a fim de verificar as características eletroquímicas dos mesmos. A Espectroscopia Fotoelétrica de Emissão de Raios-X (XPS) foi utilizada para quantificar o silício (Si) existente nos filmes. Os resultados indicam que os sistemas estudados dependem do tipo de substrato metálico. O sistema UPS/ZnFe mostrou maior eficiência por barreira contra corrosão e a resposta eletroquímica de seu comportamento frente à corrosão, foi investigada de forma temporal. Os dados obtidos por EIE foram modelados através de um circuito elétrico equivalente, permitindo a obtenção dos parâmetros eletroquímicos.

O processo na indústria têxtil, principalmente nas etapas de tingimento e acabamento, requer um grande volume de água. A eliminação desses produtos tóxicos é atualmente um dos mais importantes assuntos em controle de poluição, o que tem levado os pesquisadores a buscar novas técnicas e ferramentas mais poderosas para diminuir ou eliminar a toxicidade dos efluentes líquidos formado em seus distintos processos, sempre levando em conta a eficiência, baixo custo e as regulamentações e legislações voltadas à proteção ambiental. Neste trabalho foi avaliada a aplicação de um resíduo argiloso em processos de tratamento de efluentes de indústrias têxteis para remoção de corantes. Foi realizado um estudo de caracterização do adsorvente através da análise da área superficial e do volume poroso (BET), assim como também a análise de presença de minerais do grupo da esmectita (difração de raios-X). Também foi realizada a otimização do processo adsortivo através da técnica de planejamento fatorial para os corantes Nylosan Azul Brilhante e Azul Anil Op. A análise de BET mostrou que o tratamento térmico provocou uma redução na área superficial de 13,3%, todavia provocou um aumento no tamanho dos poros de 21,2%. A análise dos difratogramas de raios X das amostras in natura indicou a presença dos grupos minerais esmectita, caulinita e mica (ilita). Foi observada, ainda, a participação do mineral quartzo (d001 = 3,35 Å) no conjunto dos minerais presentes na argila. Com o auxílio do planejamento fatorial para os dois corantes, verificou-se a influência significativa no processo da variável massa, velocidade de agitação e temperatura. Obtiveram-se resultados satisfatórios na redução da concentração por adsorção, mostrando-se que a amostra em estudo é eficaz para a remoção dos corantes ácido Nylosan Blue e reativo Azul anil Op.

Con el objetivo de evaluar la influencia del Cu sobre las propiedades dieléctricas y piezoeléctricas del K1/2Na1/2NbO3 (KNN) se sintetizó, por reacción en estado sólido, KNN dopado con diferentes concentraciones de CuO (0 a 2% mol). El análisis del material se realizó empleando mediciones de densidad por el método de Arquímedes, difracción de rayos X (DRX), espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM), curvas de polarización, constante piezoeléctrica (d33) y espectroscopía de impedancia a temperatura ambiente. En general, se observó que el aditivo no logró mejorar las propiedades dieléctricas o piezoeléctricas. Pequeñas cantidades de CuO (0,5%mol) afectaron ligeramente el proceso de densificación, mientras que altas concentraciones incrementaron la porosidad. Asimismo, bajas concentraciones de CuO redujeron drásticamente los valores de d33, presumiblemente debido al efecto endurecedor del aditivo.

Neste trabalho, foi desenvolvido e caracterizado um compósito híbrido com memória de forma (SMAHC) por meio de uma análise teórico-experimental, no regime elástico, envolvendo a fabricação de vigas laminadas. A viga híbrida foi confeccionada em matriz de epóxi reforçada com fios de SMA e mantas de fibras picadas de vidro-E, com e sem bolsa de vácuo, de cura a frio e quente. A viga possui duas camadas de fios, com e sem roving, afastadas simetricamente o máximo possível do plano médio. Também foram produzidas vigas semelhantes, com e sem fios de aço galvanizado. Os módulos de elasticidade à flexão das vigas foram comparados aos módulos de simulações analíticas. O principal objetivo foi avaliar o aumento controlado da rigidez à flexão quando os fios de Ni-Ti (SMA) foram aquecidos, por efeito Joule, de 25°C a 69°C. As vigas de SMAHC, com fração volumétrica de Ni-Ti até 2%, tiveram um aumento no módulo de elasticidade de até 6,53%, apenas mudando a fase dos fios de martensita (25ºC) para austenita (69ºC).

Los materiales tipo perovskita (ABO3) presentan considerable interés tecnológico, sus propiedades dependen de los elementos A y B que los sustituyan. Para la elaboración de materiales tipo perovskita se han empleado diversos métodos. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos para el BaHfO3 y BaZrO3 utilizando la síntesis poliol. Se usaron sales inorgánicas disueltas en dietilenglicol y los materiales recuperados han sido tratados térmicamente a 700 °C y 900 °C. El análisis por difracción de rayos X reveló la estructura cúbica tipo perovskita y se observaron adicionalmente picos correspondientes a las fases secundarias de BaCO3 y MO2 (M=Hf o Zr) en ambos materiales. Los espectros obtenidos por FTIR pusieron en evidencia la presencia de BaCO3. Las observaciones por microscopía electrónica de barrido revelaron para ambos casos, materiales muy compactos conformados por sub-estructuras más pequeñas en forma de alambre de diámetro aproximado a 900 nm. Para temperaturas de calcinado entre 700ºC y 900ºC se observó un cambio remarcable en la morfología con materiales disgregados conformados por partículas más pequeñas. Los análisis en microscopía electrónica en transmisión revelaron que los materiales tratados a la mayor temperatura están constituidos por pequeños cristales inferiores a 15 nm.