Repositório RCAAP

Esse trabalho tem como objetivo obter membranas cerâmicas assimétricas para aplicação em processos de microfiltração e avaliar a influência do tempo de deposição (5 e 10 s) de uma dispersão de argila sobre um suporte tubular de alumina comercial e bentonita. O suporte tubular foi caracterizado por microscopia ótica e eletrônica de varredura e por porosimetria. A membrana assimétrica foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e por porosimetria. Os resultados mostraram suportes porosos com espessura de 1092µm, diâmetro médio de poro de 0,99  e porosidade de 39%. A membrana assimétrica foi obtida com sucesso para os tempos de deposição avaliados, sendo classificada para aplicações em processos de microfiltração atingindo diâmetro médio de poro de 0,25 µm e porosidade de 35%.

Este trabalho apresenta um modelo teórico que relaciona a potência elétrica com a potência química numa célula fotossensibilizada com corante. O mesmo é baseado na junção dos conceitos presentes nos modelos de potencial químico e de potência química. Assim, a partir destas duas considerações é possível a realização de testes sob diversas condições físicas e ambientais, durante o processo de conversão de energia solar. Consequentemente, o modelo teórico proposto permite relacionar a potência química aos parâmetros solares: ângulo sólido, temperatura da fonte de radiação, comprimento de onda e temperatura da célula fotossensibilizada com corante. A geração do fluxo de elétrons dentro da célula é promovida pela absorção da energia solar incidente sobre o corante. Por isso, a principal condição consubstanciada neste trabalho baseia-se que a superfície de absorção da energia incidente seja o corante.

O setor de óleo e gás vem ampliando seu mercado nos últimos anos devido a uma demanda cada vez maior por recursos de energia. Descobertas na região do pré-sal estão exigindo a prospecção de poços de maior profundidade usando tubos com maior resistência a pressões elevadas e para atuarem em ambientes corrosivos. Todo esse cenário faz com que novos aços e novas roscas sejam desenvolvidos, aumentando a geração de cavacos e a complexidade de sua quebra, além de trazer problemas de manutenção das roscadeiras e de segurança para os operadores de máquinas ferramentas. Apesar de todo esse período de desenvolvimento no segmento de tubos petrolíferos, pouco se estudou sobre quebra-cavacos mecânicos específicos para esse setor. Com isso, acaba-se utilizando quebra-cavacos de catálogo que não foram projetados especificamente para a aplicação citada, que e consequentemente, promovem a formação de cavacos em forma de fita emaranhada. Este trabalho foi focado no desenvolvimento de quatro quebra-cavacos, baseando-se na região de desgaste da superfície de saída da ferramenta de roscamento e, consequentemente, alterando a distância do quebra-cavacos da aresta de corte. Os quatro quebra-cavacos desenvolvidos e um modelo já existente no mercado foram testados. Durante os testes os parâmetros de corte (velocidade de corte, profundidade de usinagem e sobremetal de torneamento) variaram com intuito de se analisar seu impacto na eficiência da quebra dos cavacos e qualidade da peça. Os resultados mostraram que os quebra-cavacos mais próximos da aresta de corte foram os mais eficientes na quebra dos cavacos, os valores de sobremetal não influenciaram a quebra e a profundidade de usinagem foi a variável que mais afetou a qualidade da rosca. Finalmente, não foi possível encontrar nenhuma variação no consumo de potência do motor do eixo principal comparando o quebra-cavacos desenvolvido com o quebra-cavacos original. Com isso, foi possível produzir cavacos curtos, melhorar a segurança da operação de roscamento e a manutenção das máquinas.

Ligas de titânio representam uma importante classe de biomateriais. Além da questão da biocompatibilidade, é muito importante considerar as propriedades mecânicas de um biomaterial, que são diretamente relacionadas com a microestrutura e quantidade de elementos intersticiais presentes. No presente trabalho, a liga Ti-10%pNi foi produzida a partir da fusão dos metais titânio e níquel comercialmente puros, num forno de arco sob uma atmosfera de argônio. Em seguida, foi realizado um tratamento térmico e a amostra foi laminada. Para comprovar a composição da liga, foi realizada análise química quantitativa. A estrutura e microestrutura da liga produzida foram analisadas por difração de raios-x, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que a liga apresenta predominantemente a fase alfa do titânio (estrutura hexagonal compacta), com precipitados lamelares proeutetóide numa matriz eutetóide composta de fase alfa e do intermetálico Ti2Ni.

A influência da precipitação de fases deletérias na resistência à corrosão em dois aços inoxidáveis superduplex (AISD) UNS S32750 com diferentes tamanhos de grão foi investigada. Foram realizados tratamentos isotérmicos de modo a introduzir na microestrutura diversas quantidades de fases deletérias, tais como chi, sigma, austenita secundária e nitretos de cromo. Nestas condições foram efetuados ensaios de corrosão por polarização anódica cíclica. Estudos por microscopias ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) foram realizados para caracterizar as fases precipitadas e a sua cinética de precipitação. Os resultados permitem correlacionar os valores obtidos pelos ensaios de polarização com o percentual de fases deletérias precipitadas para diferentes condições de tratamento em AISD com composições similares, mas com diferentes tamanhos de grão. Observou-se ainda que o tamanho de grão e a temperatura de envelhecimento influem na cinética de precipitação, na morfologia e no tamanho das fases deletérias precipitadas, incidindo na resistência à corrosão por pites dos AISD.

As técnicas convencionais para aplicação da metalografia quantitativa têm sido cada vez mais substituídas por processos digitais devido à crescente necessidade de ganho de velocidade nas análises industriais e o processamento de imagens tem então ocupado um lugar importante nesse campo da metalurgia. Este trabalho teve como objetivo a implementação e avaliação de técnicas de inteligência e visão computacional na resolução de problemas de determinação de área de fases em aços AISI 1020. Para a comparação, três técnicas de decisão automática foram avaliadas: k-vizinhos mais próximos (KNN), que classifica os pontos da imagem através de correlação com a sua vizinhança e duas técnicas de classificação por aprendizado supervisionado: Redes Neurais Artificiais (RNA) e Máquinas de Vetores Suporte (SVM). Índices de indicação de qualidade de classificação também foram avaliados. Os resultados mostraram superioridade geral na técnica SVM no que tange, principalmente, o tempo de classificação e acurácia relativa, porém em todos os casos houve concordância com os valores de fração de área esperados para esse tipo de material, segundo análises metalúrgicas teóricas.

Este trabalho propõe a utilização de um sensor para caracterizar o comportamento de amostras de óleo vegetal submetidas a ciclos de aquecimento e resfriamento e busca correlacionar esse comportamento com a constante dielétrica das amostras. Os valores da constante dielétrica das amostras de óleo de soja foram medidos durante quatro ciclos de aquecimento e resfriamento num intervalo de 20 a 120 ºC. No ciclo de aquecimento, a constante dielétrica das amostras aumentou até três vezes o seu valor inicial e, no resfriamento, a curva de diminuição da constante dielétrica foi diferente daquela obtida no aquecimento. Após cada ciclo completo de aquecimento e resfriamento, o valor da constante dielétrica sofreu aumento, indicando uma alteração permanente nas propriedades físico-químicas das amostras. Estes resultados sugerem que a medição da constante dielétrica pode ser um método rápido e barato para caracterizar óleos vegetais submetidos a variações de temperatura. A aplicação deste teste simples poderá ser útil na avaliação da qualidade do óleo de soja utilizado em sucessivos processos de fritura de alimentos.

Este trabalho tem por objetivo a avaliação da influência dos agregados leves de argila calcinada nas propriedades mecânicas de concretos estruturais. Os agregados leves de argila calcinada foram produzidos pelo processo de extrusão, com valores de umidade próximos dos limites de plasticidade das massas cerâmicas. Após a confecção dos agregados leves de argila calcinada, foram confeccionados corpos de prova de concreto com agregados leves de argila calcinada, argila expandida e basalto. Os concretos foram submetidos aos ensaios de massa específica e abatimento do tronco de cone, no estado fresco e de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de deformação e massa específica no estado endurecido. Os resultados desta pesquisa indicaram que os agregados tem grande influência nas propriedades mecânicas dos concretos, sendo que os agregados leves de argila calcinada apresentaram características e desempenho intermediários quando comparados aos agregados leves de argila expandida e agregados convencionais (basalto).

The scope of the present article is the study of the fracture initiation from initial spherical flaws in incompressible propellant materials. Using a constitutive law, derived from the neo-Hookean strain energy function, one may deduce the relation between the radial pressure applied at infinity and the corresponding extension ratio, at the surface of the cavity. An equation which defines the critical extension ratio for a given value of a parameter, κ, was derived and the corresponding critical load, pc, is related to the critical cavity extension ratio. Plots for the extension ratio and normalized pressure were provided solving the appropriate equation derived from the analysis. The failure of the cavity is associated with the incremental energy transfer at a constant critical stress between the applied work, internal strain energy and surface energy. The influence of the surface energy on the radial deformation of an initially intact sphere is presented and it turns out that a characteristic cavitation phenomenon occurs instead of the bifurcation. A mathematical formula is derived for the pressure, per unit current area, which is valid for a general form of incompressible elastic strain energy function. Using the derived formula one may deduce the relation between the radial pressure and the corresponding extension ratio at the surface of the cavity. In an incompressible material of given modulus and surface energy it is proved that a critical field stress exists at which a small internal cavity may grow in size where the significant quantities are the radial and tangential strains.

In this study, the corrosion protection provided by films of self-assembled molecules on the AA 2024-T3 aluminum alloy has been evaluated by electrochemical and non electrochemical techniques. The film was obtained by immersion of this alloy samples in a solution of 90 mg L-1 alkane-diphosphonate at 50 °C for 5 minutes. Chromating conversion treatment with trivalent or hexavalent chromium was carried out by immersion of AA 2024-T3 alloy samples for 2 minutes in a 20% (v/v) solution of 650 Chromical TCP (SurTec) at 40 °C. Electrochemical characterization was performed by measurements of the open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization curves (PPC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a solution of 0.5 mol L-1 sodium sulfate buffered with a solution of biphthalate potassium (0.1 mol L-1) and sodium hydroxide (0.1 mol L-1) as the electrolyte. SAM films obtained were analysed by infrared spectroscopy and SAM was found in surface. Surface observation by scanning electron microscopy (SEM) showed that the trivalent chromium layers ere deposited on metal surface. The results show that the surface treatment with self-assembled molecules provides protection against corrosion of the AA 2024-T3 aluminum alloy.

Na análise mecanicista, o módulo complexo é um parâmetro de fundamental importância para construção de modelos constitutivos do comportamento do concreto asfáltico. Dentre as opções mais modernas para sua obtenção, encontram-se os testes de flexão a quatro pontos, amplamente difundidos na Europa e objeto do presente estudo. Realizou-se esse experimento para obtenção do módulo dinâmico e ângulo de fase, empregando-se condições representativas de Manaus (AM) no tocante ao agregado graúdo e temperatura, que na superfície dos pavimentos alcança em torno de 60°C por longas horas do dia. Como material graúdo, ante a escassez regional de agregado pétreo, utilizou-se o Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC), alternativa promissora diante da abundância de matéria prima e viabilidade técnica e financeira. Como resultado obteve-se pontualmente o módulo dinâmico e ângulo de fase a diversas frequências e temperaturas. Por fim, consideradas as condições locais de temperatura e tráfego, o módulo dinâmico apresentou grandes variações, indicando queda de até 93,3% em seu valor, situação em que o pavimento apresenta-se muito suscetível a deformações permanentes, problema recorrente nos pavimentos asfálticos locais.

Plásticos como o polipropileno (PP) e o poli (tereftalato de etileno) (PET) são produzidos a partir do petróleo que não são fontes renováveis e levam muitos anos para desaparecerem do ambiente onde são depositados, após sua utilização. Fungos do gênero Pleurotus,por possuírem um complexo enzimático único, que os habilita a degradar materiais lignocelulósicos, vêm sendo vastamente estudados. Estes fungos além de possuírem propriedades nutricionais têm aplicações em biorremediações tais como a biodegradação de 2,4-diclorofenol, poli (tereftalato de etileno) e poliuretanos. Neste trabalho, estudou-se a biodegradação dos polímeros PP e PET reciclados (PPr, PETr), por Pleurotus ostreatusDSM 1833 em meio de cultivo sólido, usando o meio de cultivo POL, sem glicose. Os polímeros PPr e PETr, na forma de pelletse de flakes, respectivamente, foram depositados em placas de Petri contendo o meio de cultivo. As placas previamente pasteurizadas foram inoculadas com micélio do P. ostreatus e incubadas a 30 ºC. A caracterização dos polímeros foi feita pelos testes de perda de massa (%) e pelas curvas de calorimetria diferencial exploratória (DSC). Após 45 dias de biodegradação o PETr apresenta 3,3% de perda de massa enquanto o PPr 0,3%. Quanto às curvas obtidas pelo DSC do grau de cristalinidade ((c) os polímeros apresentaram os seguintes valores: para o PETr biodegradado em 45 dias foi de 13%, enquanto que o controle abiótico foi de 29%. Já o (c do PPr foi de 31% no controle abiótico de 45 dias e aumentou para 35% no teste de biodegradação.

In this study, plasma nitriding, gas nitriding and solid nitriding were performed in AISI H13, AISI P20 and N-8550 tool steels. The aim of the study was compare the acquired properties after the thermochemical treatments and evaluate the efficiency of the solid nitriding treatment. The samples were analyzed using a microhardness tester and a scanning electron microscope. The typical nitriding layers were observed - white layer and diffusion layer. The phases Fe4N - γ´ and Fe2,3N - ε were identified using an X- Ray diffractometer. The microhardness values of the nitrided layers obtained by the solid nitriding treatment were compatible with the other values of microhardness obtained by plasma and gas nitriding. The thickness of the nitrided layer obtained by the solid nitriding treatment was irregular.

A resistência à compressão é um dos parâmetros fundamentais usados para controle e caracterização do cimento. O ensaio padrão para determinação da resistência à compressão simples do cimento Portland, normatizado pela NBR 7215 (1), especifica o uso de areia com granulometria determinada e estabelece procedimentos de mistura rigorosos na preparação dos corpos de prova. Sabe-se que, nem sempre, os procedimentos padrão são rigorosamente seguidos, seja devido a fatores relacionados com competência técnica ou pela simplificação da norma, entre outros fatores. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a influência de determinadas simplificações dos procedimentos padrão de ensaio na determinação experimental da resistência à compressão simples do cimento Portland. Foram testados diferentes procedimentos de mistura e utilizados diferentes tipos de agregado miúdo, especificamente, areia média comum ou com granulometria controlada, tomando como referência a denominada areia do Tietê. Foram utilizadas duas amostras de cimento CPV-ARI, provenientes de fabricantes distintos. Para todas as combinações foram realizados ensaios de resistência à compressão e módulo estático de elasticidade nas idades de 1, 3, 7 e 28 dias. Foi efetuada uma análise de variância (ANOVA) para avaliar se as variáveis estudadas geravam diferenças estatisticamente significativas nos resultados experimentais. Foi possível concluir que, de forma geral, a moldagem simplificada não influenciou significativamente a resistência à compressão simples nem o módulo estático de elasticidade do cimento Portland. Por outro lado, o tipo de agregado miúdo utilizado influenciou significativamente a resistência à compressão, mas não impactou o módulo de elasticidade das amostras.

Os esforços de corte durante o torneamento de tarugos de alumina à verde e sua correlação com aspectos superficiais da peça foram estudados em condições experimentais. A correlação entre a força de usinagem e a taxa de remoção de material é um parâmetro importante na definição do projeto de produtos cerâmicos, já que, parâmetros inadequados produzem danos superficiais inaceitáveis na peça. O presente estudo analisou os esforços de corte obtidos durante o torneamento de peças de alumina com 99,8% de pureza no seu estado verde e monitorou a influência da profundidade de corte nestes; utilizando-se ferramentas de corte de cermet sob condições constantes de usinagem. Os esforços de corte foram relacionados com os acabamentos superficiais, desgastes nas ferramentas e temperaturas das ferramentas durante a usinagem. Verificou-se que a profundidade de corte não afetou consideravelmente a qualidade das superfícies. Entretanto, ensaios preliminares para seleção das condições de corte, mostraram que velocidades de corte e avanços inadequados geram danos à superfície da peça. Assim, a melhor condição de corte foi a de maior profundidade de corte, 1,0 mm, uma vez que, com profundidades de corte menores aumenta-se o número de passes necessários para remoção do sobre material da peça, o que inevitavelmente leva a maior desgaste da ferramenta, maior força de usinagem e pior acabamento superficial. Destaca-se que a alumina em seu estado verde apresentou elevado efeito abrasivo sobre a ferramenta durante o torneamento. A sinterização da peça produzida na melhor condição de corte indicou que a qualidade do acabamento na superfície verde foi mantida.

As pilhas a combustível permitem a geração de energia elétrica de forma limpa e eficiente. Dentre seus diferentes tipos destaca-se a pilha a combustível do tipo óxido sólido (PaCOS). O óxido de cério dopado com samário (SDC) tem sido amplamente estudado, visando sua aplicação como eletrólito sólido e na elaboração do anodo tipo cermet. Inicialmente, este trabalho descreve a síntese, através do método do precursor, de nanopartículas de óxido de cério dopado com 20% mol de samário (Ce0,8Sm0,2O1,9). Posteriormente, é analisado o efeito do óxido de níquel (NiO) e do óxido de níquel dopado com 10% de cobalto (CoNiO) na sinterização de pastilhas de SDC, a 1200 ºC, visando à obtenção de porcentuais de sinterização superiores a 90%. Os materiais foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia do Infravermelho (IV), Análise Térmica (TG/DTA), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espectroscopia Raman. Observou-se um aumento no percentual de sinterização de 83,1 % (pastilha de SDC pura) para 98,6% (pastilha de SDC com CoNiO). Portanto, a SDC preparada pelo método do precussor permite a obtenção de pastilhas com alta densificação, o qual é um dos pré-requisitos para sua utilização na elaboração de componentes de pilhas a combustível do tipo PaCOS.

A utilização de nanotecnologia em pavimentos asfálticos é uma revolução, pois esta permite construir pavimentos mais resistentes à deformação, à trinca por fadiga, à trinca por temperatura e à ação da água.Nesse contexto uma alternativa é o uso da nanoargila. Sua incorporação ao cimento asfáltico de petróleo (CAP) proporciona melhoria nas propriedades físicas e reológicas e nas propriedades mecânicas das misturas asfálticas. Para o desenvolvimento deste trabalho utilizou-se o método da dosagem SUPERPAVE para a análise do comportamento das misturas asfálticas utilizando o CAP 50/70 modificado com as seguintes adições: Argila Montmorilonita organofílica (OMMT) e a Argila Montmorilonita pura (MMT). Foram analisados os efeitos dos modificadores por meio de ensaios mecânicos de Resistência à Tração por Compressão Diametral e Módulo de Resiliência, sendo todas as amostras submetidas ao processo de compactação por amassamento. Os resultados indicaram que as adições das argilas OMMT e MMT as misturas asfálticas promoveram aumento no valor do Módulo de Resiliência e da Resistência à Tração quando comparados ao ligante asfáltico sem modificador.

A deposição ou incrustação mineral é proveniente do acúmulo de sais inorgânicos que causam problemas operacionais às tubulações e equipamentos aplicados em diversos setores industriais,. Na exploração de petróleo e gás, as incrustações são formadas pela incompatibilidade entre as composições químicas das águas de formação e de injeção e/ou pelas mudanças termodinâmicas do sistema durante estas atividades. A prevenção das incrustações pode ser realizada com a adição substâncias químicas denominadas inibidores de incrustação. Neste trabalho, dois inibidores contendo os grupos funcionais fosfonato e amina (IN-A) e poliméricos (IN-B) foram sintetizados e investigados para aplicação na extração de petróleo em plataformas brasileiras offshore. Os estudos envolveram a avaliação da compatibilidade dos inibidores (IN-A e IN-B) com salmouras e as suas eficiências de inibição de incrustação relacionadas aos íons cálcio. Em todos os estudos, as salmouras foram preparadas com os sais NaCl (76,50 g/L), CaCl2.2H2O (92,21 g/L), MgCl2.6H2O (14,42 g/L), BaCl2.2H2O (0,04 g/L), SrCl2.6H2O (6,33 g/l), KCl (11,59 g/L), Na2SO4 (0,68 g/L), NaHCO3 (1,18 g/L) e NaCl (76,50 g/L), visando simular condições operacionais específicas de plataformas brasileiras. A compatibilidade foi avaliada por análises de turbidez e a eficiência por análises de íons cálcio, posteriormente, expressa em termos percentuais. O IN-A apresentou melhores resultados de compatibilidade, mostrando valores de turbidez menores que 10 NTU para todas as concentrações avaliadas. A eficiência do IN-A foi de, aproximadamente, 80%, indicando um adequado mecanismo quelante de inibição com possível liberação dos complexos solúveis, conforme esperado. Em contraste, o IN-B apresentou menor compatibilidade com as salmouras nas concentrações de 5, 10 e 30 g/L, onde a turbidez foi de 12,7; 15,9 e 31,0 NTU, respectivamente. Além disso, houve queda de eficiência de inibição no decorrer do tempo para as concentrações mais elevadas, de modo que com 30 g/L a eficiência foi de 75,78%, possivelmente, devido a dificuldade de solubilização do polímero com consequente encobrimento dos sítios ativos dos cristais. Os resultados obtidos possibilitaram comparar e avaliar o comportamento dos dois inibidores sintetizados, evidenciando que condições específicas de concentração de sais e perfis de solubilidade são parâmetros muito influentes na formulação e seleção de inibidores de incrustação.

In the present study, the corrosion behaviors of borides formed on cold work tool steel have been investigated in a 4% M HCl acid solution. Boriding was performed in a solid medium consisting of Ekabor-II powders at 850 and 950°C for 6 h. The boride layer was characterized by SEM, EDS, XRD and the hardness tester. XRD analysis of boride layers on the surface of the samples revealed the existence of FeB, Fe2B, CrB, Cr2B and MoB compounds. Depending on the chemical composition of substrates and boriding time, the boride layer thickness on the surface of the steel ranged from 13.14 μm and 120.82 μm. The hardness of the boride compounds formed on the surface of the samples ranged from 1806 to 2342 HV0,05, whereas Vickers hardness values of the untreated the samples was 428 HV0,05. The corrosion resistance of the borided steels was higher compared with that of the unborided steels. The borided steels increased the corrosion resistances of the steels 8-17- fold.

Metallic materials are generally characterized by the evaluation of hardness and wear resistance of the material at the specified condition. The characterization is necessary for understanding the behavior of the metals, especially alloys, at different conditions. To study the effect of heat treatment on weld deposited Co-Cr-Mo alloy, arc welding process has been used to prepare the samples.Using L9 Orthogonal array of Taguchi method, the samples, in three groups,are heat treated by solution at 1200ºC for 30, 45 and 60minutes followed by water quenching. Two sets of the samples from each groupare aged at 815ºC and 830ºC for 2, 4 and 6 hours. All the samples are then tested for their hardness andwear resistances. Microstructure analysis has been carried out from SEM images of the samples. The experiment results reveal that the differences in heat treatment did not influence the grain size of the samples, but the precipitation of carbides varies from sample to sample. The Co-Cr-Mo alloy samples solutionized at 1200ºC for 60minutes have exhibited high hardness (371.6±2Hv) and wear resistances. For high hardness and wear resistance, high solution time is required. ANOVA has been carried out to identify the best parameters of heat treatment.