Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Hardmetal is usually processed by the conventional powder technology techniques: mix of WC + Co powders, compacting, and liquid phase sintering. A new method to process hardmetal parts are described here. Parts of WC/10%wt Co were processed by using high pressure and high temperature sintering. It was used the pressure of 5GPa, temperatures of 1200, 1300, and 1400ºC, and times of 1and 2 minutes of sintering. The best results was density =95,5%, hardness HV45 =10GPa and fracture toughness of K Ic =11MPa.m½.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
This paper shows the manufacture route of the bronze 4% weight diamond composite rope for direct application as diamond wires, and linear saws in the slabbing and cutting of dimension stones. This route consists of powder mix compaction, sintering and rotary forging techniques. Tensile tests were performed, reaching an ultimate tensile strength of 230MPa for the diameter of Æ=1.84mm. Scanning electron microscopy showed the diamond crystals distribution along the composite rope during its manufacture, as well as the diamond adhesion to the bronze matrix. Cutting tests were carried out with the external cutting rope, showing a probable performance 4 times higher than the diamond sawing discs, however its probable performance was about 5 to 8 times less than the conventional diamond wires (pearl system) due to the low abrasion resistance of the bronze matrix, low adhesion between the pair bronze-diamond due to the use of not metallized diamond single crystals.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Pullout testes are used to determine the fiber's critical length, l c , and the interface shear strength, tau , associated with the stress transfer from the matrix to the fiber in a composite material. In this work, the methods of performing and interpreting pullout tests in lignocellulosic fibers were evaluated. Results from pullout tests in piassava, coir and curauá natural fibers were compared to others published on synthetic fibers in terms of procedures to obtain l c and tau. Based on the marked differences that exist between the behavior of natural fibers with respect to that of synthetic fibers, a proper methodology is proposed to evaluate the results from pullout testing in lignocellulosic fibers.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Polymeric matrix composites reinforced with natural lignocellulosic fibers are now being used in many fields of practical interest. This has motivated scientific and technological investigations on both, traditional fibers, such as sisal and jute, as well as those, like curaua, which present promising characteristics. Until today, however, the works performed on the behavior of curaua reinforced polymeric composites used short, discontinuous and randomly oriented fibers. As a consequence the attained mechanical strength was relatively small. In the current work the properties of polyester matrix composites reinforced with up to 30 wt. % of continuous and aligned curaua fibers was investigated. These composites were bend tested and the fracture surface was observed by scanning electron microscopy. The results showed strength values higher than those obtained by other researchers in curaua composites with short and non-oriented fibers. Microstructural observations revealed an effective adhesion between the fibers and the matrix, which contributed to the mechanical performance of the present composites.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Rigid piassava fibers of the specie Attalea funifera Mart have been recently investigated as effective reinforcements for polymeric composites. The works performed so far in these composites have shown a reasonable increase in the mechanical strength with the amount of fiber. Since some possible application for piassava composites would demand resistance to impact, the objective of the present work was to carry out a study on the notch toughness, measured by a pendulum hammer, of rigid and aligned piassava fiber reinforced polyester matrix composites. Standard specimens of composites with up to 40 wt.% of continuous piassava fibers were evaluated by means of Charpy tests and their fracture microstructure investigated by scanning electron microscopy. The results obtain showed that piassava composites present a notch toughness behavior that is comparatively superior to that of other natural fiber reinforced polymeric composites.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
This work has for objective to evaluate the effect of the replacing of sand by gnaisse sawing waste into a red ceramic body used for roofing tile fabrication. Specimens were then prepared by uniaxial pressing at 20 MPa before firing at 850, 950 and 1050ºC in a laboratory furnace. The following properties were evaluated: plasticity, linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength. The results showed that the use of gnaisse fines by replacing the sand did not change the workability of the body and promoted a significant increase on the mechanical strength of the fired ceramic.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The incorporation of an oily waste from the petroleum extraction sector into a red ceramic body was evaluated with respect to the changes produced on the physical and mechanical properties of the ceramic. Compositions were prepared with amounts of the waste of 0, 1, 3, 5 and 10 wt.%, used to mold specimens by uniaxial pressure before firing at 900ºC. The evaluated physical and mechanical properties were: bulk density, water absorption, linear shrinkage and flexural rupture strength measured by the 3 points test. The fracture surface of the specimens was studied by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the waste addition to the clayey ceramic contributed to decrease of the porosity and, consequently, to improve the quality of the ceramic. This was attributed to the heat power of the waste that effectively contributed to the sintering reactions.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
This work has for objective to verify the adequateness of the use of rare-earth oxides concentrated to zinc oxide-based varistor ceramics manufacturing. Rare-earth oxides concentrated and mixtures produced in laboratory had been used in the manufacture of zinc oxide-based varistors in accord to conventional ceramic method. Granulometric and thermal analysis, besides X-ray diffraction and fluorescence analysis were used in the characterization of the rare-earth oxides concentrated powders. SEM-EDS analysis and density analysis were used in the microstructural characterization and the electrical characterization was made from voltage-current and voltage-capacitance data. The results obtained show that there are good prospects for the use of rare-earth oxides concentrated in zinc oxide-based varistor ceramics manufacturing, which depend essentially on the nature of the impurities present or on the chemical refine level of the rare-earth oxides concentrated used. Varistor ceramics with non-linearity coefficient between 12 and 40 were obtained, some presenting leakage current values comparable to those presented by commercial varistors.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The welding industry generates huge amounts of slag waste from the submerged-arc welding flux, which needs an adequate methodology for its final disposal. This waste is a non-biodegradable material that when disposed generates polluition and environmental damage. This work studied the physical-mechanical properties of technological interest of ceramic bodies containing welding slag waste. Ceramic formulations containing a kaolinitic sedimentary clay and up to 10 wt.% waste were prepared. Rectangular ceramic bodies were prepared by uniaxial pressing and fired at a peak temperature of 950 ºC. The following properties after firing were determined: linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, apparent density and flexural strength. The results revealed that the welding slag waste influenced the technological properties, as well as can be used in ceramic formulations for manufacturing of red ceramic.Resumo em Português:
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%.Resumo em Inglês:
Cubic Boron Nitride (cBN) composites play an important role within metals and hardened alloys machining field, usually removing grinding from production processes. The effectiveness of cNB composites depends, in general, on insert toughness studies. Cubic boron nitride compacts are produced by sintering under high pressure high temperature (HPHT) conditions, up to 8 GPa and 2000°C. At non-hydrostatic parameters, internal stresses have significant values, decreasing tool life. In this study, the addicional thermal treatment (in vaccum, under temperatures up to 1000ºC for 1 hour) is proposed as a way for increasing toughness and tool efficiency. The parameters used for sintering were 7.7 GPa and 1600ºC, with samples composition of 65%w of cBN and 35%w of binder. Wear level was determined during machining of an AISI 4140 steel hardened to 56-58HRc. Comparing machining results of obtained samples and Elbor® composite, it could be noticed that the addicional thermal treatment improved cBN inserts machining capability in 40%.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Ceramic powders were produced through the precipitation technique from colloidal solutions of metallic oxides and hydroxides. Zinc salts were used in the form of chloride, nitrate and acetate of zinc. The influence of the anion type of the precursor salts on the characteristics of the produced ceramics was investigated. Thermal analysis and X-ray diffraction were used to characterize the ceramic powders obtained. Scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, density analysis, and electrical characterization were used to evaluate the influence of the anion type of the zinc salts precursor on the electrical and microstructural characteristics of the varistor ceramics produced. It was concluded that the ceramics produced using zinc acetate as the main precursor presented superior sinterability characteristics than those of ceramics produced with the use of zinc nitrate or chloride, and this influenced its performance as a varistor.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The proposal of this work was the investigation of optical properties of LiGaSiO4 samples using Fe3+ ions as substitucional impurity. Oxide materials doped with transition metals can present broad absorption and emission bands in visible and near infrared regions. These bands are tunable and allow various applications, in medicine, communications and solid state lasers, for example. The samples containing 5 at % of Fe3+ were produced by ceramic methods from high purity raw oxides Li2CO3, beta-Ga2O3, SiO2 and an appropriated amount of Fe2O3 and pressed in circular tablets with 10 x 2mm. The thermal treatment duration was 96 h under a temperature of 1000ºC in ambient pressure electric furnace. After the thermal treatment, samples were pulverized and examined by X ray diffraction in a powder diffractometer, and the obtained data compared with JCPDS data base. We verify the formation of LiGaSiO4 accompanied by LiGa5O8 and gamma-Li5GaSi2O8 undesirable phases. In sequence we carried out the room temperature photothermal and photoluminescence spectroscopy. The obtained spectra show wide photoluminescence and absorption bands. From the optical data we identified energy levels and radiative lifetimes, calculated the crystal field and electronic repulsion parameters and identified the site symmetry of the Fe3+ in the samples.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
This work has for purpose evaluate the effect of the utilization of two organoclays bentonites, one national, organophilizated with the salt cetyl trimethyl ammonium bromide, ASCM and other commercial, Cloisite 30B on the properties of the compounds PET/bentonite by melting intercalation. Initially, masterbatch (1:1) was added to PET so that PET/bentonita compounds with 1, 2 and 3 weight % of bentonite. These mixtures were extruded on a counter-rotating twin screw extruder coupled to the torque rheometer Haake operating at 275ºC and 60 rpm and then injection molded on a Fluidmec injection machine. The compounds were coded as PET/ASCM and PET/CL and were characterized by X rays diffraction, XRD, thermogravimetric analysis, TGA and tensile properties and, the clays infrared spectroscopy, FTIR, XRD and TGA. The analysis of FTIR and XRD confirmed the clay organophilization. The thermal stability was more significative for the compound PET/ASCM and the best tensile properties was verificated for the compound PET/CL with 3 weight % of Cloisite 30B.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Intrinsic (ZnO), Al-doped (ZnO:Al) and B-doped (ZnO:B) thin films were deposited by spray-pyrolysis on glass substrates. The influence of parameters such as doping concentration, substrate temperature (Ts) and thermal processing under vacuum on the structural, optical and electrical properties of the films, was studied with the purpose to consider their application as transparent conductive oxides. Electrical resistivity values of 1.21 x 10-2 and 6.97 x 10-3 omega.cm were obtained for ZnO:Al (1 at.% - Ts = 550°C) and ZnO:B (0,5 at.%. - Ts = 500°C) heat treated films, respectively, and an optical transmittance of 48%. The value of the figure of merit of these films indicated a light superiority of the ZnO:B film. In general, the heat treatment decreases the sheet resistance of the films from 3 to 4 orders of magnitude. The energy of optical GAP varied from 3,00 to 3,30 eV.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
A tube made with a glass-fiber reinforced polymer-matrix composite material was characterized through digital microscopy. A circumferential section of the tube was observed in a Scanning Electron Microscopy with digital image acquisition. A mosaic of high magnification images was created in order to allow complete characterization of the material. Through the development of an image analysis method, the fiber diameters, the winding angles and the discrimination of the layers were obtained.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The main objective of this work is to present the values of the circumferential normal deformations obtained from numerical simulations of metallic pipes (AISI Steel 1020, length L = 400 mm, external diameter D = 400 mm and thickness t = 2 mm) in the following conditions: (i) perfect; (ii) machined on 25% of its length along its central region to a thinckness reduction of 50%, in order to simulate a defect; and (iii) repaired with a carbon/epoxy composite (balanced woven fabrics of fibers, AS4 - Hexcel), subjected to different internal pressures, from 2 to 10 MPa, using the non linear finite element program COMPSHELL. And, in addition, to verify if the applied composite repairing are able to restore the original stiffness of the pipes, previous to the machining operation. It was observed that there is a minimum thickness, which is required for the carbon/epoxy repairing to restore the local stiffness lost on the machining operation. The radial displacements and the circumferential strain were used as references to evaluate how effective the repair was. The minimum thickness of the repairing depends on the ratio of the elasticity moduli of the repaired and the original material of the tube. As far as this work is concerned, the required repair thickness is 3.05 mm.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The objective of this work was to evaluate, in cements exclusively used for luting indirect prosthetic works, the effective mechanical improvements of resin modified glass-ionomer compared to those of conventional glass-ionomers. Thermodynamic developments were carried out in order to better understand the glass components making part the glass ionomer cements. The experimental work performed with 3 luting cements (Ketac Cem - ESPE, Fuji Plus - GC and Vitremer - 3M) consisted of characterization of the original cement powders by SEM; determination of the thickness of the luting cement; optical microscopy analysis of the cross sections from cured cement samples; and compression strength tests on cured cement samples. Results of the statistical analyses from data collected on luting cement thickness and on compressive strength of the cements were obtained. The following conclusions were achieved: Vitremer cement thickness is significantly smaller than that of Ketac Cem cement, which in turn is significantly smaller than that of Fuji Plus; the compressive strength of the Fuji Plus cement is significantly higher than that of Vitremer cement, which in turn is significantly higher than that of Ketac Cem cement.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The objective of this work was to study the relationship between the mechanical properties (compressive and flexural strength) of conventional glass-ionomer cements as a function of its chemical composition and glass particle size distribution as it is found in the market. The literature review evidenced the merit of conventional glass-ionomer cements in that concerns their adhesion to enamel, to dentin and to dental metal-alloys, in that relates to their ability to graded and long-term fluorine liberation (counter-cariogenic effect) but also showed its low cohesive strength and high solubility in aqueous medium. The experimental work was carried out with 5 cements (Vidrion R, Vidrion F and Vidrion C - SSWITE, Ketac Cem and Ketac Fill - ESPE) characterized as restorative and lutinhg cements (utilized in restoration of cavities and luting of indirect dental works, made by dental prosthesis laboratories), and consisted of characterization of the original cements powders by using scanning electron microscopy, powder particle size measurement, x-ray diffraction, and compressive strength tests in samples of cured cements. Conclusions: Vidrion C has enough strength for eventual replace cement in tooth restoration; the 2 month aging increases the strength of Vidrion C and R cements; without aging, Ketac Fill presented better compressive strength than Vidrion C; the glass of the glass-ionomer cement powders can be found crystalline in the state as-received.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
This work presents the numerical simulation of thin perfect, machined and repaired PVC pipes subjected to internally hydrostatic pressure, with ratio between the diameter (D) and the thickness (t), above or equal 20, D/t > 20. The numerical simulations were carried out with a finite element program, called Compshell, using PVC tubes, from elastic behavior to the failure. The boundary conditions were: clamped in one end and simple supported in the other, with freedom along the axial direction. The longitudinal and radial displacements, the bending moments and normal stresses resultants for pipes were evaluated. The maximum pressure was estimated using the Tsai-Hill failure criterion. The best result for repaired pipes was obtained with a laminate of epoxy matrix (E) filled with cotton cloth (C), since this composite and PVC Young's modulus are close to each other. The ideal composite repairing is the one that restores the structural stiffness of the affected region, in the way that it does not strangulate nor bulge out the tube. The purpose of the work is to compare the results obtained with two types of composite repairing for polymeric pipes: (i) epoxy matrix reinforced with E-glass fiber and (ii) epoxy matrix filled with cotton cloth, indicating the geometrical characteristics and mechanical proprieties of composite repairing that presented the best behavior.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Because of their high specific mechanical properties, composite materials are facing new demands, where the large scale production capacity with low cost became important. Resin Transfer Molding (RTM) constitutes a promising process of composite materials manufacturing. The objective of this work is an experimental study of the infusion process during the manufacture of thick plate by RTM.The materials used in the experiments were: fiber glass fabric and vinylester resin with Butanox initiator and CoNaP accelerator. The preform had 32 layers of fiber glass reinforcements whose dimension was approximately 25,4 mm thick. Two types of experiments were carried out: the first one, to measure the influence of the resin injection system on the processing and the second one, to measure the influence of the amount of resin in the reservoir on the injection processing. By the experiments, we could conclude that the resin injection system and the variation of the amount of resin modified the fulfilling time of the preform and prevented the fulfilling of the preform in the experiments. It was not possible to prevent the phenomenon of race-tracking. The resin injection system and the variation of the amount of resin in the reservoir of injection influence RTM processes.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Calcium phosphate cements are biomaterials made of a mixture of calcium phosphate powder with water or with aqueous solutions of inorganic or organic salts, forming a paste that reacts at room or body temperature and hardens as a result of precipitation reactions. Calcium phosphate cements are commonly used in both dentistry and orthopedic bone filling surgeries, which require extremely invasive procedures. The innovation consists in formulate an injectable paste by incorporation of additives. In this work, three different additives (carboxymethylcellulose, agar polymer and calcium alginate) were incorporated in alpha-tricalcium phosphate (alpha-TCP), in concentrations of 0.4%; 0.8%; 1.6%; 3.2% and 6.4% wt%. Results showed that it was possible to obtain injectable compositions of tricalcium phosphate cement. It was verified that the injectability, measured by a novel method, depends on the rheological behavior of the pastes and injection time. In this study, pastes with sufficient viscosity for good homogenization and injection were obtained. In this study, pastes with 1.6% carboxymethylcellulose, 1.6% agar and 0.8% sodium alginate present sufficient viscosity for good homogenization for cement injection.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
Carbon fiber reinforcing thermoplastic-PEEK composite laminates were extracted from fiber-metal laminates (FML) designed to structural applications in high performance aircrafts, and re-processed according three different thermal routes than that originally established. The four resulting PEEK/C laminates were then extensively characterized by thermal and thermo-mechanical techniques. It has been concluded that the original processing route of the FML gave rise to the PEEK/C composite exhibiting maximum mechanical performance in terms of elastic modulus, as well as presenting outstanding thermal/structural stability within the temperature range predicted for the material under in-service conditions.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
The use of bioabsorbable polymers in the medical area has been increasing every year. Among the bioreabsorbable polymers mostly studied, is poly (L-lactide-co-glycolide), PLGA, whose main characteristic is to present short time of degradation and for that, applied as sutures, devices for controlled liberation of medicines and guided regeneration of fabric in contact with the bone, periodontia. The aim of this work was to synthesize, to characterize and to evaluate the in vitro degradation process of PLGA membranes. The copolymer was synthesized by ring opening of the cyclic diesters d of lactic acid and glicolic acid, using as catalyst Sn(Oct)2. PLGA presented high values of molar mass (Mw around 10(5) g/mol) and its chemical structure was confirmed by ¹H NMR, 13C NMR, and FTIR spectrometry data. The thermal properties of PLGA by DSC, confirmed that the polymer in this relation 80/20 is amorphous. In vitro degradation of PLGA membranes showed that the polymer became crystalline as a function of the degradation time.Resumo em Espanhol:
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.Resumo em Inglês:
The present work analyzes the mechanical properties of plates with thickness ranged between 1.5 to 4mm. Heats with different carbon equivalent (CE) were produced and resin bonded sand molds with vertical and horizontal gating systems were pour. Nodules counting ranged between 900 to 2200 nod/mm2 were obtained. All plates were ferritized prior to machining tensile test samples in order to avoid the influence of the different micro constituents. Elongation values higher than the values stipulate in the ASTM A356 standard were obtained, reaching up to 32% in plates of 4mm thickness, vertical mold. The influence of CE, nodule count and chemical composition on the mechanical properties were established.Resumo em Português:
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.Resumo em Inglês:
In this work, the modified Thompson-Cox-Hastings function (TCHZ) was used in the analisys of the integral breadths obtained from the broadned X ray diffraction line profiles. These set of X ray diffraction results were calculated from the "Le Bail" fitting method, which does not require any structural information, except unit cell and resolution instrumental parameters. The refinement used here is called ‘Profile Matching' in the FullProf, a program for Rietveld analysis. The method was applied in two case size-strain broadening of kaolinites from Brazilian deposits that after the treatment chemical and physical still had a content ranging between 1,55 % w/w (intermediate) to amount of 3,04% w/w (high) of structural and total iron. The Rietveld refinement was first performed by using the set of data from standard reference material LaB6to obtain all the instrumental parameters, simultaneously. This result has been used as an independent method to validate the results obtained by the ‘Profile Matching' method. It has been shown that the crystallite size decreasing and the strain increasing with Fe2O3 (% w/w) contents. The Lorentzian shape of the inherent widths of the lines diffraction is a strong indication that are the small crystallite size the main cause of the analysed kaolinites samples.