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Ligas de metal duro (WC/Co) são geralmente processadas pelas técnicas da metalurgia do pó, que compreende mistura dos pós elementares, compactação e sinterização por fase líquida, com ou sem a posterior prensagem isostática a quente (HIP). Uma nova rota de processamento de metal duro é aqui apresentada, chamada de altas pressões e altas temperaturas (HPHT). Neste trabalho foi estudada a sinterização da liga WC/10% pesoCo a 5GPa, nas temperaturas de 1200, 1300, e 1400ºC, para os tempos de 1 e 2 minutos. Os melhores resultados obtidos foram: densidade =95,6%, dureza HV45 =10GPa e tenacidade à fratura K Ic=11MPa.m½.

Este trabalho mostra a rota de processamento de um compósito diamantado à base de bronze 4% em peso diamante, para aplicação direta como fios diamantados, e serras lineares de desmonte e corte de rochas ornamentais. Esta rota consiste do emprego das técnicas de compactação da mistura pulverulenta, sinterização e forjamento rotativo. Ensaios de tração revelaram uma resistência de 230MPa para o compósito diamantado de 1,84mm de diâmetro. Microscopia eletrônica de varredura mostrou a distribuição dos cristais de diamantes ao longo do compósito durante a sua manufatura, assim como a adesão dos diamantes para com a matriz de bronze. Testes de corte feitos com fios do compósito bronze 4% em peso diamante, revelaram um desempenho da ordem de 4 vezes superior ao dos discos diamantados de corte, contudo, seu desempenho é cerca de 5 a 8 vezes inferior ao dos fios diamantados perolados, devido à baixa resistência à abrasão da matriz de bronze, baixa adesão entre o par bronze-diamante, devido ao uso de diamantes não metalizados.

Ensaios de escorregamento de fibras, conhecidos como pullout, são realizados para determinar o comprimento crítico da fibra, l c , e a tensão cisalhante interfacial, tau, associada à transferência de esforços entre a fibra e a matriz de um material compósito. Neste trabalho foram avaliados os métodos de realização e interpretação de ensaios de pullout em fibras lignocelulósicas. Resultados de pullout em fibras naturais de piaçava, coco, e curauá foram comparados com outros publicados sobre fibras sintéticas em termos de procedimentos para obtenção de l c e tau. Tendo em vista diferenças marcantes entre o comportamento das fibras naturais relativamente às fibras sintéticas, é proposta uma metodologia própria para avaliação dos resultados de ensaios de pullout em fibras lignocelulósicas.

Compósitos de fibras naturais lignocelulósicas reforçando matriz polimérica já estão sendo utilizados em diversos campos de interesse aplicado. Isto tem incentivado pesquisas científicas e tecnológicas tanto em fibras tradicionais, como o sisal e a juta, quanto naquelas, como as do curauá, que apresentam características promissoras. Até hoje, entretanto, os estudos sobre o comportamento de compósitos poliméricos de curauá utilizaram fibras curtas, descontínuas e aleatoriamente orientadas. Em conseqüência, a resistência mecânica obtida foi relativamente baixa. No presente trabalho investigou-se as propriedades de compósitos de matriz poliéster reforçada com até 30% em peso de fibras contínuas e alinhadas de curauá. Estes compósitos foram ensaiados em flexão e a superfície de fratura observada por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram resistência superior à obtida por outros pesquisadores em compósitos com fibras curtas e não-orientadas. Observações microestruturais revelaram efetiva adesão das fibras à matriz, o que contribuiu para o desempenho mecânico dos compósitos.

Fibras rígidas de piaçava do tipo Attalea funifera Mart vêm sendo recentemente investigadas como reforços efetivos para compósitos de matriz polimérica. Os trabalhos até agora realizados nestes compósitos mostraram um razoável aumento na resistência mecânica com a proporção de fibra. Como algumas possíveis aplicações para compósitos de piaçava demandariam resistência ao impacto, o objetivo do presente trabalho foi realizar um estudo da tenacidade ao entalhe, medida em pêndulo de impacto de compósitos com matriz poliéster reforçada com fibras rígidas e alinhadas de piaçava. Corpos de prova padronizados de compósitos com até 40% de fibras contínuas de piaçava foram avaliados por meio de ensaios Charpy e suas microestruturas na fratura investigadas através de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos revelaram que compósitos de piaçava apresentam tenacidade ao entalhe comparativamente superior ao de outros compósitos poliméricos de fibras naturais.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da substituição de areia por um gnaisse de granulometria fina, tido como resíduo no processo de beneficiamento desse em uma massa de cerâmica vermelha utilizada para fabricação de telhas. Foram preparados corpos-de-prova por prensagem uniaxial para queima em forno de laboratório nas temperaturas de 850, 950 e 1050ºC. As seguintes propriedades foram determinadas: plasticidade, retração linear, absorção de água e tensão de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que a utilização de gnaisse fino em substituição à areia não alterou a trabalhabilidade da massa e possibilitou um incremento significativo da resistência mecânica da cerâmica após queima.

A incorporação de um resíduo oleoso proveniente do setor de extração de petróleo em massa de cerâmica vermelha foi avaliada em relação às alterações produzidas nas propriedades físicas e mecânicas da cerâmica. Foram preparadas composições, com quantidades de resíduo de 0, 1, 3, 5 e 10% em peso, usadas na confecção de corpos-de-prova por prensagem uniaxial para queima na temperatura de 900ºC. As propriedades físicas e mecânicas avaliadas foram: densidade aparente, absorção de água, retração linear e tensão de ruptura à flexão medidas em ensaio de 3 pontos. A microestrutura das composições foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados indicaram que a adição do resíduo à massa cerâmica contribuiu para redução da porosidade e, conseqüentemente, melhoria na qualidade da cerâmica. Isto foi atribuído ao poder calorífico do resíduo que contribuiu para efetivar as reações de sinterização.

Este trabalho tem por objetivo verificar a adequabilidade do uso de concentrados de óxidos de terras-raras (COTR) para a fabricação de varistores à base de óxido de zinco. COTR e misturas produzidas em laboratório foram utilizados na fabricação de varistores à base de óxido de zinco (ZnO) segundo o método cerâmico. Análises granulométricas, térmicas, química por fluorescência de raios-X e de fases por difração de raios-X foram empregadas na caracterização dos COTR. A caracterização microestrutural dos varistores produzidos foi feita a partir dos resultados de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão de energia e densimetria, e a caracterização elétrica teve por base os dados de tensão-corrente e tensão-capacitância. Os resultados obtidos mostram que existem perspectivas para a utilização de COTR na fabricação de cerâmicas varistoras à base de ZnO, as quais dependem, essencialmente, da natureza das impurezas ou do grau de refino químico dos COTR empregados. Varistores com coeficientes de não-linearidade entre 12 e 40 foram obtidos, alguns com valores de corrente de fuga comparáveis àqueles característicos de varistores comerciais.

A indústria de soldagem gera uma enorme quantidade de resíduo de escória proveniente do fluxo de soldagem a arco submerso, necessitando de uma metodologia adequada para sua destinação final. Este resíduo é um material não biodegradável que quando disposto de forma inadequada gera poluição e dano ambiental. Neste trabalho foi feita a avaliação de algumas propriedades físico-mecânicas de interesse tecnológico de corpos cerâmicos contendo resíduo de escória de soldagem. As matérias-primas usadas foram uma argila vermelha sedimentar e resíduo de escória de soldagem. Os corpos cerâmicos foram preparados por prensagem uniaxial e queimados na temperatura de patamar de 950ºC usando um ciclo de queima lento (24 h frio a frio). Os corpos sinterizados foram caracterizados quanto à retração linear, absorção de água, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão. Os resultados mostraram claramente que o resíduo de escória de soldagem influenciou as propriedades tecnológicas, bem como tem potencial para ser usado para aproveitamento cerâmico.

Os compósitos a base de nitreto cúbico de boro (cBN) atualmente se destacam na usinagem de metais e ligas de dureza elevada, podendo substituir a retífica. A efetividade de utilização dos compósitos de cNB depende, em geral, do estudo da tenacidade do inserto. A obtenção de pastilhas de cBN, realiza-se sob altas pressões até 8 GPa e temperaturas de até 2000ºC. Em condições não hidrostáticas, as tensões internas têm valores significantes, diminuindo a vida útil da ferramenta. Para aumentar a tenacidade e a eficiência de uso foi proposto o tratamento térmico complementar em condições de vácuo sob temperaturas de até 1000ºC e tempo de 1hora. As pastilhas de cBN foram sinterizadas à pressão de 7,7 GPa e temperatura de 1600ºC. A composição da pastilha utilizada foi de 65%p de cBN e 35%p de ligante. Para determinação de nível de desgaste durante usinagem foi utilizado aço 4140 com dureza de 56-58HRc. Comparando a efetividade de usinagem das pastilhas de cBN obtidas com o compósito Elbor®, pôde ser notado que o tratamento térmico complementar aumentou a capacidade de usinagem da pastilha de cBN em 40%.

Pós cerâmicos foram produzidos através da técnica de precipitação a partir de soluções coloidais de compostos metálicos. Sais de zinco foram utilizados sob a forma de cloreto, nitrato e acetato de zinco. Investigou-se a influência do tipo de ânion do sal precursor sobre as características das cerâmicas produzidas. Análise térmica e difração de raios-X foram empregadas na caracterização dos pós obtidos. Microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão de energia, determinação do grau de densificação dos compactos cerâmicos e caracterização elétrica foram utilizadas para avaliar a influência do tipo de ânion do sal precursor sobre as características elétricas e microestruturais das cerâmicas varistoras produzidas. Conclui-se que as cerâmicas produzidas utilizando-se o acetato de zinco como precursor principal apresentaram características de sinterabilidade superiores àquelas das cerâmicas produzidas com o uso de nitrato ou de cloreto de zinco, o que se refletiu em seu melhor desempenho como varistor.

O objetivo deste trabalho foi a investigação das propriedades ópticas da amostra LiGaSiO4 contendo Fe3+ como impureza substitucional. Materiais do tipo óxido dopados com metais de transição podem apresentar bandas largas de absorção e emissão nas regiões do visível e do infravermelho próximo. Estas bandas são sintonizáveis e permitem um amplo número de aplicações em medicina, comunicações e lasers de estado sólido, por exemplo. As amostras dopadas com 5% de Fe3+ foram produzidas por métodos cerâmicos a partir dos óxidos ultrapuros Li2CO3, beta-Ga2O3, SiO2 e Fe2O3, na forma de pastilhas de 10 mm x 2 mm. O tratamento térmico foi realizado a 1000ºC por 96 h em forno com pressão ambiente. Após a síntese, as amostras foram pulverizadas e examinadas por difração de raios X em um difratômetro de pó e os dados obtidos foram comparados com a base JCPDS. Verificamos a formação do LiGaSiO4 acompanhado pelas fases espúrias LiGa5O8 e gama-Li5GaSi2O8. A seguir foram realizadas as espectroscopias fototérmica e de fotoluminescência à temperatura ambiente. Os espectros obtidos exibem largas bandas de absorção e de fotoluminescência. A partir dos dados ópticos identificamos os níveis de energia envolvidos nas transições, obtivemos o tempo de vida das transições radiativas, calculamos os parâmetros de campo cristalino e de repulsão intereletrônica e identificamos a simetria dos sítios de ocupação do Fe3+ na amostra.

Este trabalho tem por finalidade avaliar o efeito da utilização de duas bentonitas organofílicas, uma nacional, organofilizada com o sal brometo de cetil trimetil amônio, ASCM e outra importada comercial, Cloisite 30B nas propriedades de compósitos PET/bentonita pelo método de intercalação por fusão. Inicialmente, concentrados (1:1) de PET/bentonita foram preparados no misturador interno (Reomix 600) operando a 260 ºC / 60 rpm / 10 min. Em seguida, os concentrados foram adicionados a matriz polimérica PET em quantidades necessárias para obtenção de 1 - 3 % em massa de bentonita no compósito PET/bentonita para serem processadas em extrusora dupla-rosca contra-rotativa do reômetro de torque Haake empregando 275 ºC e 60 rpm e então injetadas em injetora Fluidmec a 260 ºC. Os compósitos foram denominados PET/ASCM e PET/CL e caracterizados por difração de raios-X (DRX), termogravimetria, (TGA) e propriedades tênseis e, as argilas, por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), DRX e TGA. As análises de FTIR e DRX confirmaram a organofilização das argilas. A estabilidade térmica apresentou-se mais significativa para o compósito PET/ASCM e melhores propriedades tênseis foram verificadas para o compósito PET/CL com 3 % em massa de Cloisite 30B.

Filmes finos de óxido de zinco intrínsecos (ZnO) e dopados com Alumínio (ZnO:Al) e Boro (ZnO:B) foram depositados por spray-pirólise sobre substratos de vidro. Foi estudada a influência de parâmetros como a concentração de dopante, temperatura de substrato (TS) e processamento térmico sob vácuo sobre as propriedades estruturais, óticas e elétricas dos filmes visando sua aplicação como óxido condutor transparente. Foram obtidos valores de resistividade elétrica de 1, 21 x 10-2 e 6,97x 10-3 W.cm para filmes de ZnO:Al (1% at. - Ts= 550ºC) e ZnO:B (0,5% at. - Ts= 500ºC) tratados termicamente, respectivamente, e uma transmitância ótica de 48%. O cálculo das figuras de mérito correspondentes indicou uma ligeira superioridade do filme ZnO:B. De modo geral, o tratamento térmico provocou uma redução de 3 a 4 ordens de grandeza no valor da resistência de folha dos filmes. A energia de GAP ótico situou-se entre 3,00 e 3,30 eV.

Um tubo fabricado com material compósito de matriz polimérica reforçado por fibras de vidro foi caracterizado através de microscopia eletrônica digital. Uma seção circunferencial do tubo foi observada em um microscópio eletrônico de varredura com captura digital de imagem. Um mosaico com imagens em alta magnificação foi gerado para que fosse possível uma caracterização que abrangesse desde as fibras individualmente até a distribuição espacial das camadas de fibras. Através do desenvolvimento de uma seqüência de processamento, dados como o diâmetro das fibras e ângulo de enrolamento foram obtidos, bem como foi realizada a identificação das várias camadas de fibras presentes.

O objetivo principal desde trabalho é apresentar os valores de deformações normais circunferenciais obtidos através de simulações numéricas de tubos metálicos (Aço AISI 1020, comprimento L = 400 mm, diâmetro externo D = 100 mm e espessura t = 2 mm) nas três condições a seguir: (i) inicialmente íntegros; (ii) desbastados em 50% na espessura, ao longo de 25% de sua região central, para simular um defeito; e (iii) reparados com o compósito Carbono / Epóxi (tecido balanceado de fibras, AS4 - Hexcel), submetidos a diferentes pressões internas, na faixa de 2 a 10 MPa, utilizando para isso o software não linear de elementos finitos COMPSHELL. E, adicionalmente, verificar se os reparos compósitos aplicados restauram a rigidez original do tubo, anterior ao desbaste. Observou-se que existe uma espessura mínima necessária para que o reparo de Carbono/Epóxi recupere totalmente a rigidez local perdida com o desbaste, sendo utilizadas como referências para avaliar a eficácia do reparo o deslocamento radial e a deformação circunferencial do tubo. A espessura mínima do reparo depende, diretamente, da relação entre os módulos de elasticidade do reparo e do material original do tubo. No caso específico deste trabalho com tubos de aço, a espessura requerida do reparo é de 3,05 mm.

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em cimentos utilizados exclusivamente para cimentação de trabalhos protéticos indiretos, as reais melhorias mecânicas dos ionômeros modificados com resina em relação aos ionômeros convencionais. Desenvolvimentos termodinâmicos foram realizados para melhor compreender os vidros componentes dos cimentos estudados, bem como melhor interpretar resultados experimentais. O trabalho experimental realizado com três cimentos ( Ketac Cem - ESPE, Fuji Plus - GC e Vitremer - 3M) caracterizados como cimentantes, isto é, utilizados na cimentação de trabalhos odontológicos indiretos, consistiu em: caracterização do pó original dos cimentos através de microscopia eletrônica de varredura; determinação da espessura de película de cimentação; análise por microscopia ótica de seções de corte de amostras de cimento curado; e ensaios de resistência à compressão em amostras de cimento curado. Foram obtidos os resultados de análises estatísticas dos dados coletados sobre espessura de película de cimento vedante e da resistência à compressão do mesmo. Concluiu-se que a espessura de película do cimento Vitremer é significativamente menor do que aquela do cimento Ketac Cem, que por sua vez é significativamente menor do que a do cimentoFuji Plus; a resistência à compressão do cimento Fuji plus é significativamente maior do que aquela do cimento Vitremer, que é por sua vez significativamente maior do que aquela do cimento Ketac Cem.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a correlação das propriedades mecânicas (resistências à compressão e à flexão) dos cimentos de ionômero de vidro convencionais com a composição química e a distribuição de tamanho de partícula do vidro do cimento ionomérico de vidro como encontrado no mercado. A revisão bibliográfica realizada evidenciou o mérito dos cimentos de ionômeros de vidro convencionais quanto à sua adesão ao esmalte, à dentina e às ligas metálicas odontológicas, quanto à sua capacidade de liberação gradual e prolongada de fluoreto (com efeito anti-cariogênico), mas também mostrou a sua baixa resistência coesiva e a alta solubilidade em meio aquoso. O trabalho experimental foi realizado com 5 cimentos (Vidrion R, Vidrion F e Vidrion C - SSWITE, Ketac Cem e Ketac Fill - ESPE) caracterizados como restauradores e cimentantes (utilizados na restauração de cavidades e cimentação de trabalhos odontológicos indiretos, confeccionados em laboratório de prótese), e consistiu-se em: caracterização do pó original dos cimentos por meio de microscopia eletrônica de varredura, medição dos tamanhos de partícula dos pós, análise pela difração de raios-X, e ensaios de resistência à compressão em amostras de cimento curado. Conclusões: Vidrion C possui resistência suficiente para ser substituto eventual como cimento restaurador; o envelhecimento de 2 meses fortalece os cimentos Vidrion C e R; sem envelhecimento, Ketac Fill apresentou melhor resistência à compressão do que o Vidrion C; os vidros dos pós de cimentos de ionômero de vidro podem apresentar-se fortemente cristalizados no seu estado como recebido do fabricante.

Neste trabalho, são apresentadas simulações numéricas de tubos de PVC de parede fina submetidos à pressão hidrostática interna, íntegros, desbastados e reparados, com uma razão entre o diâmetro (D) e a espessura (t) superior ou igual a 20, i.e. D/t > 20. Foram realizadas simulações numéricas com o programa de elementos finitos, chamado Compshell, utilizando tubos de PVC, desde o regime elástico até a ruptura, com a condição de contorno engastado numa extremidade e com liberdade de deslocamento axial na outra. São analisados os resultados dos deslocamentos longitudinal e radial, resultantes de momentos fletores e de tensões normais para tubos. As pressões máximas foram estimadas com o critério de falha de Tsai-Hill. O melhor resultado para tubos reparados foi obtido com o laminado de matriz epóxi (E) e carga de enchimento de algodão (A) com módulos de Young do compósito, E E/A = 3,5 GPa, e do tubo de PVC, E PVC = 3,0 GPa. O reparo compósito ideal é aquele que restitui a rigidez estrutural da região afetada, de forma que não ocorra estrangulamento ou estufamento na mesma. O objetivo do trabalho é comparar os resultados obtidos com dois tipos de reparos compósitos para tubos poliméricos: (i) matriz epóxi reforçado com fibra de vidro-E e (ii) matriz epóxi com carga de enchimento de algodão, indicando as características geométricas e propriedades mecânicas do reparo compósito que apresentou o melhor comportamento.

Devido às suas elevadas propriedades mecânicas específicas, os materiais compósitos estão enfrentando demandas novas, onde a capacidade de produção em massa a um custo mais acessível se tornou indispensável. A Moldagem por Transferência de Resina ou RTM (Resin Transfer Molding) constitui um promissor processo de fabricação de materiais compósitos. O objetivo deste trabalho é o estudo experimental do processo de infusão durante a fabricação de placa espessa por RTM. Os materiais usados nos experimentos foram: tecido de fibra de vidro e resina éster-vinílica com catalisador Butanox e acelerador CoNaP. As placas de material compósito eram constituídas de 32 camadas de fibra de vidro com espessura de 25,4 mm. Dois tipos de experimentos foram realizados: o primeiro para medir a influência do sistema de injeção de resina no processamento e o segundo para medir a influência da quantidade de resina presente no reservatório de injeção. Nos processamentos realizados, o sistema de injeção de resina alterou o tempo de preenchimento da preforma. A variação na quantidade de resina no reservatório não só alterou os tempos de preenchimento como impediu o preenchimento da preforma em um dos processamentos realizados. Não foi possível impedir o fenômeno de race-tracking. Baseando-se nos experimentos realizados, pode-se concluir que: o sistema de injeção de resina é importante no real entendimento do processamento por RTM e que a quantidade de resina no reservatório de injeção pode influenciar o processamento por RTM.