Repositório RCAAP

TixAl1-xN coatings were grown using the triode magnetron sputtering technique with various bias voltages between -40 V and -150 V. As the bias voltage increased, an increase in the Al atomic percentage was observed, presenting a competition with Ti and producing structural changes. Moreover, the grain size and roughness were also strongly influenced by the bias voltage. It was observed that coatings with concentrations of approximately 25% Al and 75% Ti exhibited an optimum mixture of mechanical and tribological properties. The average coefÞcient of friction was low for the TiAlN coating that was grown at -40 V. Additionally, the critical load was obtained by measuring the adhesion using the scratch test.

Alguns estudos têm sido desenvolvidos sobre a adição de nanotubos de carbono (NTCs) em compósitos cimentícios e indicam melhorias nas propriedades mecânicas, como aumento da resistência à compressão, à tração e diminuição da porosidade. Com base nessas possíveis melhorias, essa pesquisa foi realizada para analisar a influência dos NTCs na resistência à compressão e fluidez de compósitos de cimento Portland que possam ser usados para reabilitação de estruturas de concreto. Desse modo, foram realizados ensaios de resistência à compressão, squeeze flow, flow table, funil de Marsh e miniabatimento. Foram fixadas uma argamassa e uma pasta de referência (sem adição de nanotubos de carbono), que foram replicadas com mesmo traço e a incorporação de 5 teores de NTCs em relação à massa de cimento: 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% e 0,5%. Estes teores foram escolhidos de modo a abranger a faixa de teores mais usadas nas pesquisas sobre NTCs adicionados aos compósitos de cimento Portland. Com relação aos ensaios de medição de fluidez, foi constatado que quanto maior o teor de NTC, mais consistente o compósito cimentício, com indícios de que os teores menores ou iguais a 0,3% são mais adequados para manter a fluidez do compósito de cimento Portland. No caso da resistência à compressão, os resultados indicam que a adição de 0,40% de nanotubos de carbono tende a elevar a resistência em 27%. Por outro lado, a adição de 0,5% de NTC deixou o compósito tão consistente que dificultou a moldagem e a elevação da resistência foi nula comparada a série de referência.

A camada de cobrimento do concreto funciona como uma barreira natural ao ingresso de agentes agressivos para o interior do material, dificultando a penetração de íons cloretos, reduzindo a absorção de água e limitando o acesso de oxigênio. Para garantir a eficiência desta camada protetora o uso de tratamentos de superfície mostra-se como uma alternativa viável para prolongar o período de proteção proporcionado pelo cobrimento do concreto. O objetivo deste trabalho é estudar o efeito de proteção de quatro produtos disponíveis no mercado para ser aplicados na proteção de superfície de concretos (cimento quartzoso, epóxi, silicatos, silano/siloxano), bem como comparar os métodos usados para investigar a eficiência de sistemas de proteção. Para isto procedeu-se sobre corpos de prova de concreto, ensaios de absorção por sucção capilar, resistência à penetração de cloretos por migração de íons e medição do ângulo de contato com a água sobre a superfície de concreto protegida ou não. Os produtos estudados apresentaram a capacidade de modificar a interação entre a água e a superfície de contato do concreto. Dentre os produtos estudados, o epóxi é o que apresenta a maior resistência à penetração de cloretos, menor absorção de água por capilaridade e caráter hidrófugo. Com exceção dos silicatos, verificou-se ainda uma boa correlação entre os resultados de absorção de água por capilaridade e o ensaio de migração de íons cloretos. Os produtos Epóxi e a base de silicatos, que apresentaram os menores valores de sortividade, foram os que apresentaram os maiores valores de ângulo de contato, sendo classificados como os de menor afinidade com a água.

The superaustenitic stainless steel presents several technological applications, mainly in corrosive environments. The different phase precipitation might alter some of its mechanical properties. Such alterations affect several factors, including the working life of the material under adverse working conditions. In this study, Instrumented Indentation techniques, Tribology and X-ray diffraction (XRD) were used to evaluate alterations in regions close to the surface. The parameters analyzed were: hardness and elastic modulus (instrumented indentation), friction coefficient (tribology) and structural alterations of the unit cell of the identified phases (XRD - Rietveld Refinement). All properties analyzed were compared with those of common austenitic steel. The presence of σ-phase (space group P42mnm) and γ-austenite (space group Fm3m) were detected. Data analyzed indicated that the presence of σ-phase caused small alteration in properties such as hardness in regions close to the surface. In the regions farther from the surface (material bulk) data can be compared to that of conventional austenitic steel.

The objective of this study was to determine the effect of chemical treatment on the coconut fiber surface morphology. This study is divided into three stages, preparation of materials, treatment and testing of coconut fiber. The first treatment is coconut fiber soaked in a solution of NaOH for 3 hours with concentration, respectively 5%, 10%, 15%, and 20%. The second treatment is coconut fiber soaked in KMnO4 solution with a concentration of 0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1% for 3 hours. The third treatment is coconut fiber is soaked in H2O2solution with a concentration of 5%, 10%, 15%, and 20% for 3 hours. At each treatment the fiber is dried in an oven at a temperature of 90oC for 5 hours. Coconut fibers that had been the first, second, and third treated, sorted out for chemical composition, single fiber tensile and SEM testing. Tensile strength of single coconut fiber was tested following ASTM 3379-02 by using a tensile testing LR10K Plus 10 kN Universal Materials Testing Machine. The fiber surface morphology was examined using electron microscopy Vega3 Tescan Scanning Electron Microscope (SEM) at 5kV voltage, and X-ray diffraction, 30 kV, 15 mA, at scan speed 2.000 deg./min . The result shows that the highest tensile strength of the fiber obtained in the first treatment namely N4. In general the mechanical strength of the fiber decrease slightly however, the fiber surface morphology becomes rough. NaOH treatments cause crystallization on the surface of the fiber. Crystallinity index was decreased with increasing concentration of NaOH. The second treatment caused the trench grooves on the surface of the fiber that can improve bonding between fiber and matrix.

O tempo de vida útil de um mineroduto depende de diversos fatores, dentre os quais aqueles relacionados ao processo de corrosão provocado pelo escoamento da polpa de minério. Nesse contexto, a corrosão do aço carbono API 5L-X70 foi investigada em meio de água do processo e polpa de bauxita (5% m/v) utilizando técnicas eletroquímicas. Os resultados do potencial de circuito aberto (EOC), polarização e impedância eletroquímica (EIE) mostraram que a presença do minério de bauxita provocou mudanças no comportamento eletroquímico do meio quando comparados aos obtidos em água do processo na ausência do minério. Um aumento na taxa de corrosão do aço carbono foi observado pela presença da bauxita. A análise de superfície nos corpos de prova utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a formação de rachaduras nos óxidos presentes na superfície do metal, sendo esse fenômeno o responsável pelo aumento da corrosão do aço na presença da bauxita. A metodologia utilizada neste trabalho mostrou-se útil para a investigação de processos corrosivos em minerodutos e aplicável a outras situações onde polpas de minérios são escoadas em tubulações de aço.

In this work the dispersion of iron oxide III particles in aqueous media was studied. To achieve the maximum solid content zeta potential measurements were carried as a function of pH. The influences of two different types of polyacrylates as dispersants were investigated. Suspensions were produced by varying solids concentration up to 30 vol.%. The results showed a strong influence of pH on the size distribution of the particles in suspension. The most efficient dispersant towards particle dispersion was sodium polyacrylate. The maximum solid content in the suspension was optimized to 25 vol % with density values higher than 35% theoretical density with 2 wt.% polyacrylate.

A legislação ambiental em vigor impõe padrões de emissões cada vez mais restritivos às indústrias geradoras de efluentes. Considerando essas exigências, as empresas precisam se adequar a essas políticas, tornando seus processos produtivos mais eficazes e menos poluentes. A combustão de carvão mineral em usinas termoelétricas gera cinzas pesadas que retornam aos produtores do insumo mineral e constituem um passivo ambiental. Neste estudo, as cinzas pesadas foram utilizadas para testes na síntese hidrotérmica (Hidrogel), em meio alcalino, visando à formação de zeólita Na-P1. Para comprovar a sua efetiva formação, foram realizadas análises por difração de raios X, fluorescência de raios X e capacidade de troca catiônica com solução padrão de cloreto de amônio, cujo valor em termos de equivalentes foi de 23,7 mg g-1. Os resultados comprovaram a formação da zeólita Na-P1. Foram avaliados três efluentes industriais de três empresas distintas. A concentração final de nitrogênio amoniacal encontrada para os três efluentes após testes de adsorção de amônio em reator de leito fluidizado apresentaram uma redução de 49% ± 2 e os valores obtidos em termos de equivalentes foram de 21,8 mg g-1, 22,9 mg g-1 e 22,7 mg g-1. As Resoluções CONAMA 357/2005 430/2011 determinam padrões de qualidade de águas para diversas substâncias; no caso da amônia é de 20 mg L-1 de N/NH3. Considerando a grande dificuldade para reduzir os teores de nitrogênio amoniacal em determinados efluentes industriais, novas tecnologias vêm sendo implantadas, como a síntese de zeólitas a partir das cinzas pesadas de carvão. Esse estudo comprovou que a zeólita Na-P1 tem um grande potencial de adsorção para a redução de nitrogênio amoniacal de efluentes industriais.

The purpose of the present paper was to test the validity of the nonlinear regression method for calculating the non-isothermal crystallization rate constant of the Nakamura's model of a rotational molding grade LLDPE directly from non-isothermal crystallization experiments carried out in a single cell DSC. Cooling rates of 50, 40, 30, 20, 10 and 5 oC/min were used with samples of 3.0 mg under nitrogen atmosphere. Here, good agreement was observed between the experimental relative crystallinity curves and the simulated ones using the calculated parameters by nonlinear regression. It shows that this method can be used to determine the Nakamura's non isothermal rate constant for using in simulation of the cooling phase of rotational molding. In this paper it was used 10-3, 10-4 and 10-14 as the initial crystallinity in the Nakamura's model. However the best average results for all cooling rates was obtained when 10-4 was used. Average spherulitic dimensions of LLDPE studied in this paper did not change significantly with different cooling conditions.

This paper describes the electron backscatter diffraction (EBSD) technique used to characterize the microstructure (especially the morphology and constitution) of the base metal (BM), the heat-affected zone (HAZ) and the fusion zone (FZ) on a lean duplex stainless steel (LDX). This technique provides advantages due to its simplicity of use and greater depth of information, thereby increasing the amount of information obtained by traditional characterization techniques such as optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The use of EBSD together with orientation imaging microscopy (OIM) as a tool to understand phase transformation paths and ferrite-austenite variant selection was discussed. Vickers microhardness measurements were performed and no significance difference between the different zones was found. Orientation distribution function (ODF) results show that there are no significant changes on the crystallographic texture of the samples after welding. The advantages of using SEM together with EBSD for microstructure analyzing and texture development were also discussed.

A cura térmica é um processo utilizado para acelerar as reações de hidratação do cimento Portland, em argamassas e em concretos, com objetivo de se obter ganhos de resistência mecânica nas primeiras idades, uma vez que a velocidade das reações químicas de hidratação aumenta com o aumento da temperatura. Nesse sentido, é importante estudar o comportamento de concretos que possuem adições minerais em sua composição. Dentre as adições mais estudadas na composição do concreto encontra-se a Cinza de Casca de Arroz (CCA). Além de ser uma forma de destinar adequadamente este resíduo, e, consequentemente, reduzir os impactos ambientais, tem como principal vantagem os ganhos de resistência, mesmo quando se diminui a quantidade de cimento na mistura. Este trabalho apresenta resultados experimentais de resistência à compressão axial, de resistência à tração por compressão diametral e do módulo de elasticidade para concretos elaborados com CCA, incorporada à mistura em dosagens de 5% e 10% (em massa), em substituição ao cimento. A CCA foi produzida por meio da queima não controlada da casca do arroz. Os traços de concreto foram definidos a partir de uma avaliação das propriedades mecânicas de corpos de prova de argamassa com e sem adição de CCA, tendo sido adotados os que apresentaram as maiores resistências. O processo de cura térmica a vapor dos concretos foi desenvolvido em ciclos de 6 horas, a uma temperatura constante de 80°C. Os resultados mostram um ganho de resistência das amostras com a adição de CCA.

A cinza resultante da queima do carvão mineral pulverizado é um dos resíduos gerados pelas empresas produtoras de materiais cerâmicas. Quimicamente, é constituída de uma ampla mistura de óxidos, sendo os majoritários Al2O3, SiO2 e Fe2O3 e outros menores como CaO, MgO, sulfatos e outras combinações. Atualmente, em muitas empresas, a cinza produzida é aterrada em áreas licenciadas por órgãos ambientais. Com o ritmo acelerado de produção de revestimentos cerâmicos e em virtude da sua limitada vida útil é necessário a utilização de outros locais, adequados, para deposição das cinzas, medida que provoca um gasto mensal elevado. Diante deste cenário, a adição de cinza à matéria-prima, além de diminuir o impacto ao meio-ambiente, pode propiciar uma redução geral de custos, tanto pelo barateamento da produção, como pela diminuição daquantidade de cinzas a serem aterradas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas de revestimentos cerâmicos produzidos com a adição de cinza pesada de carvão mineral. Para sua realização, corpos de prova foram confeccionados com adição de 1 a 30% de cinza em base mássica. Os corpos de prova foram armazenados dentro de placas refratárias e queimados em forno túnel a uma temperatura de 1084ºC em um ciclo de 29 horas. Foram analisados parâmetros físicos para a barbotina e corpo de prova pós-queima. Os resultados obtidos foram comparados com os padrões estabelecidos pela norma NBR 13818. Foi demonstrado que os experimentos realizados com adição de 1 a 10 % de cinza apresentaram-se dentro dos padrões estipulados pela norma. Para porcentagens de cinza adicionada acima de 4 %, alguns valores estiveram fora dos padrões, sendo a formação de "coração negro" o parâmetro que mais se afastou das exigências da norma em questão.

O despertar da consciência ambiental pela sociedade, tem levantado problemas até então ignorados tais como os consumos energéticos. Numa sociedade com um elevado ritmo de crescimento e padrões de conforto cada vez maiores, surge a necessidade de minimizar os elevados consumos energéticos, tirando partido de fontes de energia renováveis. As argamassas com incorporação de materiais de mudança de fase (PCM) possuem a capacidade de regular a temperatura no interior dos edifícios, contribuindo desta forma para o aumento do nível de conforto térmico e diminuição do recurso a equipamentos de climatização, apenas com recurso à energia solar. Contudo, a incorporação de materiais de mudança de fase em argamassas modifica algumas das suas principais características. Portanto, o principal objetivo deste estudo consistiu na caracterização física e mecânica de argamassas aditivadas com PCM, assim como na avaliação da sua durabilidade. Para tal foram desenvolvidas 12 composições distintas, à base de diferentes ligantes e dopadas com 40% de PCM. Tendo sido possível observar que a incorporação de PCM provoca diferenças significativas em propriedades tais como a trabalhabilidade, resistência à compressão, resistência à flexão, aderência, absorção de água por capilaridade, absorção de água por imersão e resistência a ações de gelo-degelo. Contudo, foi possível concluir que a incorporação de PCM nas argamassas pode ser realizada com sucesso. Sendo que, as alterações verificadas nas argamassas podem ser contornadas através da incorporação de uma maior dosagem de ligante, superplastificante e até mesmo a inclusão de fibras. Apesar dos resultados desta investigação serem promissores é importante referir que outras investigações devem ser realizadas com o intuito de observar a influência do PCM em argamassas constituídas por outros materiais.

O presente trabalho tem como objetivo determinar o número de nódulos de grafita em amostra de ferro fundido nodular, de acordo com a norma NBR 6913, utilizando técnicas de processamento e análise de imagens digitais. Esta contagem determina propriedades mecânicas do ferro fundido nodular que são utilizados para projetos para aplicações na área. Deste modo, esta contagem é feita, tradicionalmente, de forma visual por um operador através do auxílio de um microscópio óptico. Com o objetivo de reduzir o tempo de contagem da quantidade de nódulos e eliminar o máximo possível de erros na contagem, foi desenvolvido um software, utilizando a Linguagem C e com auxílio da biblioteca OpenCV. Esta biblioteca é livre e agrupa técnicas otimizadas de Visão Computacional através de técnicas de Processamento Digital de Imagens. Foram utilizadas duas abordagens para contabilizar os nódulos, uma através do método Crescimento de Regiões e outra utilizando Watershed. Testes são realizados e comparados com o resultado obtido por seis especialistas utilizando a técnica visual tradicional visando avaliar os métodos propostos. Os resultados obtidos demonstram que os métodos podem ser incorporados a um sistema para cálculo do número de nódulos em ferro fundido nodular. Ao fim deste trabalho, é possível confirmar a praticidade e a confiabilidade na contagem de nódulos utilizando o software desenvolvido, em comparação ao método tradicional de contagem, demonstrando sua importância para auxílio nesta área do conhecimento.

A caracterização química e morfológica do material particulado suspenso no ar da cidade de Cuiabá - MT, no período de queimadas do ano de 2012, foi realizada utilizando-se as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a um sistema de Microanálise de Raios X (SEM/EDS) e Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia(EDXRF). Deve ser ressaltado que são poucos os estudos realizados sobre o tema, particularmente para a cidade de Cuiabá e região. Com o uso das técnicas de SEM/EDS foi possível classificar o material particulado em quatro diferentes grupos, definidos em função de suas semelhanças morfológicas e composição química: aglomerados, placas, fibrosas e arredondadas. Por EDXRF foram identificados e quantificados 10 elementos químicos (Al, S, Cl, K, Ca, Fe, Cu, Zn, Sr e Ba), predominando aqueles característicos de ressuspensão do solo e queimadas (Al, Fe, Ca, K e Cl), além dos vinculados às emissões veiculares e industriais (Zn, S, Cu). As concentrações de material particulado em suspensão obtidas no mês de setembro, após longo período de seca, atingiram 306 μg/m3 de ar, superando o limite primário estabelecido pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), evidenciando a má qualidade do ar no período. Além disso, as partículas fibrosas identificadas neste trabalho não haviam sido relatadas anteriormente, sendo aparentemente características da região, e apresentando composição química condizente com forte influência de queimadas em sua formação.

Advantages of Cu based shape memory alloy include amongst other features, high transformation temperature, low cost of production, ease in manufacturing processes and ability to vary the achieved properties through alloying additions. It has been often reported that these alloys are very sensitive to the alloying additions in terms of properties achieved and phase precipitation necessary for development of shape memory properties. This behaviour in Cu based shape memory alloys i.e. being very sensitive to its constituents can be used positively to design alloys with pre set properties if the alloying additions and their percentages are properly controlled. In an attempt to understand the effect of different alloying additions, 2% of different elements [Zn, Si, Mg & Cr] were added to a known Cu-based shape memory alloy [Cu-12.5 wt% of Al-5 wt % of Mn]. The objective was to ascertain changes or improvements achieved due to the additions in terms of microstructural changes, hardness, phase precipitation and transformation temperatures. Attempts have been made to analyze the changes in properties achieved in the base Cu-Al-Mn alloys due to the quaternary additions. Grain structure with α+β phases, which is a pre requisite for martensite formation on quenching is seen in all the alloys indicating that all the alloys have potential to exhibit the shape memory behaviour. The martensite formation with different morphologies is observed in the quenched samples however. XRD results have identified the precipitated phases to be the martensitic phases. The DSC results indicate clear transformation peaks in most of the samples with significantly high transformation temperatures. The findings confirm the variation in properties achieved due to different additions and improvements achieved in terms of higher transformation temperatures and martensite formation due to the alloying additions. An attempt has been made to understand the findings.

En este trabajo se presenta una revisión bibliográfica de modelos computacionales que utilizan el Método de los Elementos Finitos (MEF) para el estudio del comportamiento mecánico de los materiales compuestos, enfocándose el análisis en materiales reforzados por partículas o fibras. El análisis realizado muestra que el MEF permite estimar, de manera efectiva, la influencia sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos, de factores como el reforzante, su fracción volumétrica, orientación, relación de aspecto y tamaño. Esta revisión mostró que la propiedad más estudiada es el módulo de Young, así como los modelos que favorecen la disminución de la geometría utilizando las ventajas computacionales. Se destaca el trabajo futuro que requiere atención.

O ensaio de micro desgaste abrasivo tem sido objeto de uma quantidade significativa de pesquisas nos últimos anos, quando o seu potencial para avaliar o comportamento de recobrimentos finos se tornou relevante. O objetivo deste trabalho é a construção de um dispositivo para a realização de ensaios de micro desgaste abrasivo por esfera fixa. O contato abrasivo é realizado por uma esfera de aço AISI 52100, a qual é presa num eixo que gira com grande precisão, com ajuda de um motor, em relação a uma amostra plana que se manterá estacionária. A carga normal de ensaio é aplicada através de ajustes de peso no suporte pivotado do corpo de prova, a qual pode ser variada a cada ensaio realizado. Este dispositivo foi utilizado para a determinação da resistência ao desgaste abrasivo e da eficácia de tratamentos de superfície utilizados em peças que sofrem este tipo de solicitação em serviço, além de utilizá-lo para estudar novos produtos desenvolvidos para o aumento de resistência ao desgaste de superfícies. Foi avaliada a resistência ao microdesgaste abrasivo de aço AISI 420 temperado e revenido. Observou-se que o aumento da dureza do material tratado aumentou a resistência ao desgaste abrasivo quando comparado com o material sem tratamento térmico.

Corpos de prova de aço inoxidável austenítico ISO 5832-1 apresentando camada superficial rica em nitrogênio (fase S), obtidas pelos processos de nitretação por plasma em baixa temperatura e SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding), caracterizadas em trabalho anterior, além de amostras na condição de fornecimento, ou seja, solubilizadas, e amostras nitretadas por plasma em 750 ºC por 3 horas foram testadas quanto à resistência a corrosão. A resistência a corrosão foi avaliada com base no método de polarização potenciodinâmica e obtenção de potencial de circuito aberto (Ecorr vs tempo) em uma solução de 0,5 M NaCl. Os resultados comprovaram o ganho na resistência a corrosão localizada proveniente do nitrogênio em solução sólida, tanto para nitretação em baixa temperatura quanto no processo SHTPN, bem como o efeito deletério proveniente da precipitação do nitreto de cromo.

Misturas de polímeros constituem alternativa para a obtenção de materiais com propriedades que, em geral, não são encontradas em um único material. O objetivo deste trabalho foi produzir misturas poliméricas a partir de uma matriz de poliestireno (PS) com composto de borracha reciclada (SBR) visando à obtenção de propriedades superiores ao PS. As misturas de poliestireno/composto de borracha reciclada foram preparadas em uma extrusora de rosca dupla corrotacional, com adição de agente compatibilizante e, posteriormente, os grânulos extrusados foram moldados por injeção. Estas foram caracterizadas por ensaio mecânico de tração, análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA), temperatura de deflexão térmica (HDT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que não houve perdas significativas da HDT e da resistência à tração. O ensaio de DMTA evidencia a presença de dois picos de transição distintos, um referente a Tg do PS e o outro referente a Tg do polibutadieno (PB). A morfologia ilustrou uma redução da quantidade de vazios e do tamanho das partículas quando a mistura foi compatibilizada com 5% de SBS. As misturas de PS/SBR são uma alternativa para o reaproveitamento dos resíduos de calçados, bem como, uma forma de agregar valor a um material que seria descartado.