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Os cimentos de fosfatos de cálcio são biomateriais formados pela mistura de um pó de fosfato de cálcio com água ou com solução aquosa de sais orgânicos ou inorgânicos formando uma pasta que reage à temperatura ambiente ou corpórea, endurecendo como resultado da reação de precipitação. Cimentos de fosfato de cálcio são usados comumente em cirurgias de preenchimento ósseo na odontologia e ortopedia, que requerem procedimentos extremamente invasivos. A inovação consiste em formular uma pasta injetável pela incorporação de aditivos. Neste estudo, três aditivos (carboxi-metil-celulose, polímero de agar e alginato de sódio) foram incorporados a fosfato tricálcico-alfa, nas concentrações de 0,4%; 0,8%; 1,6%; 3,2%; 6,4% em massa. Os resultados demonstraram que foi possível obter composições de cimento de fosfato tricálcico injetáveis. Verificou-se que a injetabilidade, medida por um método inédito proposto, depende do comportamento reológico das pastas. Neste estudo, as formulações com 1,6% de carboxi-metil-celulose, 1,6% de agar e 0,8% de alginato de sódio, permitiram a obtenção de uma viscosidade suficiente para uma boa homogeneização e injeção do cimento.

Laminados compostos de PEEK (poli-éter-éter-cetona) reforçados com fibras de carbono foram extraídos de placas de laminados híbridos metal-fibra (LMF) projetados para uso estrutural em aeronaves de alto desempenho, e re-processados segundo três rotas térmicas distintas daquela originalmente estabelecida. Os quatro laminados compostos resultantes de matriz termoplástica foram então extensivamente caracterizados por uma série de técnicas de análise térmica e termo-mecânica. Concluiu-se que a rota original de processamento do LMF gerou o laminado composto PEEK/C exibindo máximo desempenho mecânico em termos de módulo de elasticidade, bem como apresentando excelente estabilidade térmica/estrutural dentro do intervalo de temperatura previsto para o material em condições reais de operação em serviço.

A utilização de polímeros bioreabsorvíveis na área médica tem aumentado a cada ano. Dentre os polímeros bioreabsorvíveis mais estudados, encontra-se o poli (L-ácido láctico-co-ácido glicólico), PLGA, cuja principal característica é apresentar curto tempo de degradação e por isso, aplicado como suturas, dispositivos para liberação controlada de medicamentos e regeneração guiada de tecido em contato com o osso, periodontia. Os objetivos deste trabalho foram sintetizar, caracterizar e estudar a degradação "in vitro" de membranas de PLGA. O copolímero foi sintetizado através da abertura dos dímeros cíclicos do ácido láctico e do ácido glicólico, utilizando como catalisador o Sn(Oct)2. Obteve-se PLGA com valores de massa molar ( MW ) da ordem de 10(5) g/mol e sua estrutura química foi confirmada através de RMN de ¹H e 13C e IR. As propriedades térmicas do PLGA foram estudadas por DSC, sendo verificado que o copolímero, na relação estudada, 80/20 é amorfo. O estudo da degradação "in vitro" das membranas do PLGA, mostrou o surgimento de cristalinidade em função do tempo de degradação.

El presente trabajo analiza las propiedades mecánicas de placas de fundición nodular con espesores que varían entre 1.5 y 4 mm, coladas en moldes de arena con modelos de disposición vertical y horizontal. Se realizaron coladas con distintos carbonos equivalentes, obteniéndose conteos nodulares en el rango de 900 a 2200 nod/mm2. Todas las probetas ensayadas fueron sometidas previamente a un tratamiento de ferritizado, a fin de evitar la influencia de los distintos microconstituyentes. Se obtuvieron resultados de alargamiento a la rotura que superan lo estipulado por la norma ASTM A536, lográndose valores de hasta 32%, en placas de 4 mm de espesor coladas en molde vertical. Se establecieron las influencias que el Carbono Equivalente (CE), el conteo nodular y la composición química ejercen sobre las propiedades mecánicas.

Neste trabalho a função TCHZ (Modificada por Thompson-Cox-Hastings) foi usada para a análise das larguras integrais dos perfis das linhas de difração dos raios X de caulinitas através do método de ajuste Le Bail. Este método não requer informações estruturais, exceto dos parâmetros de rede aproximados e dos parâmetros de resolução instrumental. Esta técnica de refinamento faz parte do programa FullProf onde é conhecido como "Profile Matching". O método foi aplicado para dois casos de alargamento devido aos tamanhos de cristalitos e microdeformações da rede da caulinita de depósitos brasileiros, que passaram por beneficiamentos químico e físico. As amostras apresentam teores de Fe2O3 variando entre 1,55 (moderado) a 3,04% (alto). O refinamento através do método de Rietveld foi realizado com os dados de uma amostra de referência padrão do LaB6 para obter simultaneamente os parâmetros instrumentais e como uma maneira independente de validar os resultados obtidos pelo método "Profile Matching". Foi observado que o tamanho do cristalito decresce e a deformação cresce com o aumento do conteúdo de Fe2O3 (% em peso) na amostra. A forma Lorentziana dos alargamentos intrínsecos das linhas de difração é um forte indicador que são os pequenos tamanhos dos cristalitos a principal causa das imperfeições das amostras de caulinitas analisadas.

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A utilização de reatores à membrana nas reações em fase gasosa, alternativamente aos modelos convencionais para a produção de hidrogênio, é de grande interesse científico e tecnológico. Busca-se o desenvolvimento de sistemas catalíticos mais eficientes e, em especial, de membranas com melhores propriedades de transporte de gases. Neste trabalho, foi investigada a produção de membranas poliméricas do tipo fibras ocas, as quais foram posteriormente pirolisadas e destinadas ao preparo de membranas catalíticas seletivas. As membranas foram preparadas pelo processo de inversão de fase, utilizando-se poli(éter imida) como polímero base e poli(vinil pirrolidona) como modificador de viscosidade. A obtenção das membranas de carbono constitui-se de uma etapa inicial de oxidação das membranas secas, seguida da pirólise propriamente dita, em um reator de quartzo. Os polímeros precursores e as membranas poliméricas foram caracterizados por análise térmica. As morfologias das fibras poliméricas e de carbono foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura. As propriedades de transporte das fibras foram determinadas em uma célula de permeação de gases. As fibras poliméricas obtidas apresentaram morfologia caracterizada pela ausência de macrovazios e presença de microporos interconectados. Os testes de permeabilidade gasosa a N2 e CO2 permitiram avaliar a existência de defeitos. As fibras de carbono apresentaram morfologia característica, com aparente resistência mecânica.

O presente trabalho tem como objetivo principal a caracterização microestrutural e de fases de carbeto cementado (WC/10Co) dopado com terras-raras (La2O3 e CeO2). Este carbeto cementado é largamente utilizado como ferramenta de corte. Foram preparadas diversas misturas de WC/10Co com adições de até 3% em peso de La2O3 e CeO2 da fase cobalto. Os pós misturados foram submetidos a prensagem uniaxial em 200 MPa numa matriz cilíndrica (fi = 10 mm). Os compactos foram sinterizados sob vácuo em 1400ºC durante 60 min. A densidade relativa das peças foi determinada. As peças sinterizadas foram submetidas a ensaios de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura via elétrons secundários. Os resultados mostraram que para as condições estudadas a adição de elementos de terras-raras influenciou positivamente a densificação do carbeto cementado WC/10Co durante o processo de sinterização. A microestrutura sinterizada das peças não sofreu modificações significativas com a adição dos elementos de terras-raras estudados.

Foram estudadas as propriedades mecânicas dos compósitos com partículas dispersas de diamante em matriz de resina epóxi curada com diferentes proporções de endurecedor caracterizadas pela razão resina/endurecedor. Investigou-se também o comportamento termomecânico através de ensaios de DMA (Análise Dinâmico-Mecânica). No presente trabalho foi feita uma completa avaliação das propriedades mecânicas e termomecânicas no amplo intervalo de razão resina/endurecedor associado a possíveis aplicações tecnológicas. Foram fabricados compósitos com até 30% em peso de partículas de diamante dispersas em matriz epóxi do tipo DGEBA/TETA com diferentes razões resina/endurecedor, variando de 7 a 21. Para todas as condições investigadas a resistência diminuiu com a quantidade incorporada de diamante. Para matrizes com razão resina/endurecedor acima do estequiométrico 13, os compósitos apresentaram melhor desempenho mecânico. Os resultados dos ensaios termomecânicos mostraram que o módulo de armazenamento dos compósitos aumenta com a quantidade incorporada de diamante. Através da tangente delta foi possível avaliar prováveis mecanismos que contribuem para o desempenho termomecânico destes compósitos.

Avaliaram-se as características da interface fibra/matriz em compósitos de poliéster reforçado com fibra de coco. Esta avaliação foi realizada através de medidas da tensão interfacial de cisalhamento e também por observação microestrutural da área de contato fibra de coco/resina poliéster. A partir de ensaios de arrancamento de fibras de coco embutidas em cápsulas de resina poliéster analisou-se por microscopia eletrônica de varredura regiões das fibras que se romperam ou sofreram escorregamento ao serem extraídas da resina. Os resultados revelaram uma tensão de cisalhamento interfacial similar a de outras fibras lignocelulósicas e mostraram também uma razoável adesão interfacial decorrente da natureza heterogênea das fibras de coco, o que facilita a impregnação pela resina.

Compósitos ambientalmente corretos, fabricados a partir de resíduos industriais, estão sendo cada vez mais valorizados tanto como solução para a crescente quantidade de lixo gerada pela sociedade, mas também como uma alternativa mais barata para substituir materiais convencionais, sobretudo à base de madeira, usados em construção civil e mobiliário. No presente trabalho, investigam-se as propriedades de compósitos obtidos com tecidos de sacos de aniagem usados, reforçando matriz de resíduos de polietileno. Placas destes compósitos com até 40% em peso de tecido de juta, retirado dos sacos de aniagem, foram obtidas por moldagem a quente juntamente com partículas de polietileno. Os resultados obtidos mostraram, até 30% de tecido, um expressivo aumento da resistência mecânica dos compósitos em função da fração em peso de tecido de juta. Uma análise de custo/benefício revelou grande potencial para estes compósitos como substitutos de alguns produtos convencionais.

O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da inserção dos grupos sulfônicos na poli(éter-imida) comercial, PEI, sobre as propriedades físico-químicas do polímero modificado, principalmente, através da capacidade de permear seletivamente prótons ou cátions, quantificada através da capacidade de troca iônica (CTI), sorção em água (% H2O) e viscosidade intrínsica ([eta]). Estes dados experimentais e o modelo estatístico obtido através das variáveis de controle (condições de síntese) e variáveis de respostas (CTI, % H2O e [eta]) mostraram uma boa correlação com a poli(éter-imida) sulfonada, PEIS. A PEIS pode ser obtida, sem perda na estabilidade térmica, condição necessária para o preparo de filmes flexíveis com promissora aplicação em pilha combustível e em outros processos de separação que envolvam o transporte de íons. A PEIS foi obtida através da solubilização do polímero precursor em N-metil-2-pirrolidona (NMP) e adição do sulfato de acetila, como agente sulfonante. Os valores da CTI obtidos por titulação dos grupos sulfônicos presentes mostraram que todos os polímeros foram eficientemente sulfonados. Entretanto, uma variação no grau da capacidade de troca iônica foi observada em função da temperatura reacional, que também contribuiu na redução da viscosidade intrínseca dos polímeros modificados. Estes resultados provavelmente são devidos à presença de reações secundárias que ocorrem durante a sulfonação dos polímeros. A análise termogravimétrica do polímero original mostrou que a degradação da cadeia inicia em temperatura acima de 550ºC, com perda de massa em um único estágio, enquanto os polímeros sulfonados apresentam adicional estágio de perda de massa, na região entre 200-250ºC, e pode ser atribuída a dessulfonação. Contudo, a temperatura de degradação do polímero modificado, PEIS, ainda é mais elevada do que a Nafion™, o que torna este polímero útil para aplicações em transporte de íons.

Atualmente, os adesivos condutivos estão sendo visados como possível alternativa para substituir as pastas de solda convencionais na montagem de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso (PCI), por serem menos nocivos ao meio ambiente e pela capacidade de fazer junções fine pitch. No entanto, pouco se conhece sobre o comportamento e propriedades dos adesivos condutivos isotrópicos, na forma de pasta, na montagem de componentes eletrônicos em PCIs. Este trabalho teve como objetivo estudar as propriedades físicas e químicas, assim como o comportamento de alguns adesivos condutivos comerciais, visando a sua utilização na "soldagem" de componentes eletrônicos. Três diferentes adesivos condutivos isotrópicos comerciais (na forma de pasta) foram utilizados. Inicialmente, filmes espessos destes adesivos foram preparados em substrato de vidro com a finalidade de analisar o comportamento de resistividade elétrica em função do tempo e da temperatura de cura. Em uma segunda etapa, os adesivos foram utilizados para fixar diferentes tipos de componentes eletrônicos em PCI. Com o intuito de caracterizar a microestrutura da interface componente/adesivo/placa, amostras foram caracterizadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Para verificar a viabilidade do uso desses adesivos, foram feitos testes elétricos funcionais e os resultados obtidos foram comparados aos da solda convencional. Verificou-se que os adesivos condutivos apresentaram propriedades físicas compatíveis aos da pasta de solda convencional.

Este trabalho tem como objetivo utilizar resíduo proveniente da serragem de rochas ornamentais em mistura com argila, para obtenção de porcelana elétrica, com aplicação como isolador de baixa tensão. Foram estudadas três formulações com 40, 50 e 60 % em peso de resíduo do corte de gnaisse fino e misturado com argila caulinítica. Corpos de prova prismáticos foram preparados por prensagem uniaxial e sinterizados a 1200°C, por 15 minutos. Os corpos de prova sinterizados foram submetidos a ensaios físicos e mecânicos para a determinação da absorção de água, retração linear e tensão de ruptura à flexão. As fases cristalinas foram identificadas por difração de raios X e a microestrutura das composições foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, acoplada com sistema de espectroscopia por dispersão de energia (EDS). O melhor desempenho das características físicas e mecânicas foi apresentado pela amostra com 60 % em peso do resíduo, sendo compatível com o comportamento esperado de materiais cerâmicos. A microestrutura após sinterização também foi similar às apresentadas pelas porcelanas tradicionais, constituída de mulita, quartzo e fase vítrea. Os resultados mostram que o resíduo proveniente da produção industrial de rochas ornamentais pode substituir quartzo e feldspato da massa típica de porcelana, além de reduzir a temperatura de sinterização.

Esse trabalho teve por objetivo estudar a influência da temperatura de sinterização nas propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de cerâmica vermelha incorporada com cinza de bagaço de cana de açúcar. Foram utilizadas como matérias-primas uma massa cerâmica industrial para fabricação de telhas e uma cinza de bagaço de cana de açúcar, gerada na calcinação do bagaço em caldeiras de uma indústria sucro-alcooleira. Ambas as matérias-primas são provenientes da região de Campos dos Goytacazes, norte do Estado do Rio de Janeiro. Foram feitas incorporações de 0, 10 e 20% de cinza com granulometria inferior a 44 mm (325 mesh) na massa industrial. Os corpos de prova foram preparados por prensagem uniaxial e sinterizados a temperaturas de 900, 1050 e 1200°C. As seguintes propriedades foram determinadas: retração diametral, absorção de água e resistência mecânica por compressão diametral. Para análise microestrutural da cerâmica com incorporação de cinza foram realizados, após a sinterização a 1050 e a 1200°C, ensaios de difração de raios-X e de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicam que não houve uma mudança significativa nas propriedades físicas e mecânicas da cerâmica vermelha com incorporação de cinza. A cerâmica com incorporação de 20% de cinza, sinterizada a 1200°C, apresentou grande diferença na microestrutura em relação às outras composições estudadas, apresentando grande formação de fase líquida.

No Brasil, cerca de 3 milhões de toneladas/ano de escória de aciaria são gerados pelas usinas siderúrgicas. A indústria da construção civil pode consumir este resíduo, mas, para que ele seja aplicado convenientemente, é necessário que suas características sejam conhecidas e, eventualmente, modificadas. O objetivo deste trabalho é caracterizar e comparar a microestrutura de dois tipos de escória de aciaria, LD e EAF, usando-se as seguintes técnicas: análise química, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura completada pela análise por EDS. Pela análise química, foi determinada a composição centesimal do material, em termos de óxidos; a difração de raios-X permitiu a identificação das fases cristalizadas presentes; as observações pelo MEV mostraram a textura, a profundidade de campo, as morfologias dos compostos e, com o auxílio da EDS, foram analisadas as fases presentes. Os resultados obtidos foram comparados entre si, de modo a caracterizar a microestrutura das escórias de aciaria. Os resultados das análises, bem como as microfractografias, de algumas fases identificadas presentes no material são apresentados e discutidos.

No presente trabalho, a influência da temperatura e do tempo de sinterização no desenvolvimento microestrutural e propriedades de compósitos cerâmicos à base de ZrO2-Al2O3 foram estudados, visando futura aplicação deste material como componente de sistemas de implantes dentários. Compósitos de ZrO2 com adições de 20% de Al2O3 foram misturados/moídos, compactados e, em seguida, sinterizados em temperaturas de 1500 ou 1600°C. Em cada temperatura, os patamares de sinterização, foram variados de 0 a 480 minutos. Os corpos sinterizados foram caracterizados quanto às fases presentes, microestrutura, densidade relativa, além de dureza e tenacidade à fratura. Para uma avaliação biológica primária, testes de citotoxicidade baseados em cultura celular de mamíferos foram realizados. Os resultados indicaram que em todas as condições de sinterização as amostras apresentaram apenas duas fases cristalinas, ZrO2 tetragonal e alfa-Al2O3. É observado um aumento dos valores de propriedades mecânicas em função do aumento da temperatura de sinterização, os quais devem ser relatados ao leve aumento da densificação das amostras. Por outro lado, o aumento do tempo de isoterma de sinterização ocasiona uma redução considerável na dureza e na tenacidade à fratura das amostras que pode ser relacionada ao crescimento de grão da ZrO2 e Al2O3. A avaliação biológica demonstrou que os materiais obtidos são biocompatíveis, devido ao crescimento celular apresentado durante o teste citotoxicológico, indicando que esses compósitos cerâmicos podem ser caracterizados como biomateriais adequados para a aplicação em implantes.

The objective of this work was to evaluate the possibility of using a clay from the city of Silva Jardim, State of Rio de Janeiro, Brazil, in the composition of porcelain tile body. The clay investigated was a plastic kaolinitic type with white color. Initially, a typical porcelain body composed of the mixture of this clay with feldspar, quartz, kaolin and talc was prepared. Specimens were then obtained from this porcelain mixture by uniaxially pressing samples until a dry density of 2.0 g/cm3 was achieved. These specimens were then fired at 1180°C in a laboratory furnace. Physical and mechanical properties related to linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength, determined by Weibull statistical method, were evaluated. Microstructural analysis for the experimental body was performed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and mercury porosimetry. The technological properties of the elaborated composition satisfied the porcelain tile standard specifications. The microstructural analysis displayed small pores as well as a glassy matrix. The presence of quartz, mullite and plagioclase were also detected in the fired porcelain tile. These results indicated that the clay presents satisfactory characteristics to be used in porcelain tile body.

Os materiais cerâmicos têm sido amplamente estudados durante várias décadas para utilização em Células a Combustível, principalmente em Células a Combustível de Óxido Sólido de Temperatura Alta. Entretanto, não tendo sido superados completamente todos os problemas decorrentes da alta temperatura de operação desses dispositivos, continuam os trabalhos de pesquisa e de desenvolvimento na busca de materiais compatíveis para operacionalizar esses dispositivos em altas temperaturas, assim como em temperaturas intermediárias. Por esses motivos, muitos esforços têm sido concentrados para minimizar os problemas que ocorrem com esses materiais e a atenção vem sendo direcionada para a seleção e obtenção de materiais cerâmicos utilizados na Célula a Combustível de Óxido Sólido de Temperatura Intermediária. Seguindo este contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar as principais características dos pós de Nd1-XSrXMnO3 e La1-XSrXCo1-YFeYO3, que constituem o eletrodo catódico. Os pós foram obtidos pelo método cerâmico de mistura de pós e pela técnica dos citratos, respectivamente. Os pós desses materiais foram caracterizados e analisados por técnicas químicas, físicas e microestruturais. Como principal resultado, verificou-se que a homogeneidade das partículas destes pós é adequada para a preparação de suspensões que podem ser aplicadas no eletrólito sólido.

O presente trabalho tem como objetivo principal estudar e desenvolver um método de fabricação de suspensões cerâmicas para anodos de PaCOS para impressão sobre eletrólitos planos através de serigrafia, que é uma técnica simples e de fácil escalabilidade, além de ter baixo custo e resultar em boas propriedades eletrocatalíticas dos componentes assim processados. As suspensões cerâmicas para o anodo foram fabricadas com óxido de níquel preparado no laboratório do GECAT na UFBA e com zircônia estabilizada com ítria (ZEI), céria dopada com gadolínio (CDG) e dispersante comerciais. Estas foram processadas em moinho planetário de bolas. Foram utilizados dois tipos de zircônia estabilizada com ítria para o anodo, uma com 4,3%mol de ítria e tamanho médio de partícula de 0,5 µm e outra com 9,3%mol de ítria e tamanho médio de partícula de 8 µm. Além disso, outra suspensão foi fabricada com YSZ com 9,3%mol de ítria fazendo-se uma adição de 5% em peso de GDC. Eletrólitos comerciais de zircônia estabilizada com 8%mol de ítria foram usados como suportes e para o catodo foi utilizada uma suspensão comercial de manganita de lantânio dopada com estrôncio (LSM) de estequiometria La0,8Sr0,2MnO3. As pilhas foram testadas a 950°C sob atmosfera de hidrogênio e de metano para se determinar o desempenho eletroquímico da pilha a combustível através dos gráficos de potencial e de densidade de potência em função da densidade de corrente. Análises de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura para os eletrodos foram realizadas para se determinar a morfologia dos mesmos e a integridade após a utilização.