Resumo em Português:

RESUMO Vibrações transversais apresentam potencial para avaliação da madeira devido a alta precisão, baixo custo e rapidez, mas sua aplicação em madeira termorretificada ainda é pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas de madeira termorretificada de Eucalyptus urophylla e Pinus oocarpa e relacionar a análise de ressonância (Bing) com o modulo de elasticidade estático e de ruptura da madeira.Corpos de prova foram confeccionados de três árvores de Eucalyptus urophylla e três de Pinus oocarpa e termorretificados a 150, 175, 200 e 225°C, com taxa de aquecimento de 5°C/min, tempo de residência de quatro horas com pressão atmosférica e presença de ar. A termorretificação reduziu a densidade básica, inchamento volumétrico, inchamento linear, coeficiente de anisotropia, umidade de equilíbrio e resistência mecânica da madeira de ambas as espécies. A análise de ressonância (Bing) apresentou alta relação com o modulo de elasticidade estático e o módulo de ruptura da madeira termorretificada de ambas as espécies e, portanto, esta técnica pode ser utilizada para avaliar as propriedades mecânicas da madeira submetidas a este processo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The analysis of the transverse vibrations has the potential to evaluate the wood due to its high precision, low cost and quickly, however there are few studies about its use in heat treated wood. The aim of this study was to evaluate the physical and mechanical properties of heat-treated Eucalyptus urophylla and Pinus oocarpa wood and relate the analysis of resonance (Bing) with the modulus of elasticity and modulus of rupture of wood. Three Eucalyptus urophylla and Pinus oocarpa trees were used and specimens were prepared and heat-treated at 150, 175, 200 and 225°C with a heating rate of 5°C/ min, four hours of residence time at atmospheric pressure and the presence of air. The heat treatment reduced the volumetric swelling, linear swelling, anisotropy factor, equilibrium moisture content and mechanical strength of the wood in both species. The resonance analysis (Bing) showed a high correlation with the static modulus of elasticity and modulus of rupture in heat-treated wood for both species, thus, this technique can be used to evaluate the mechanical properties during this process.

Resumo em Português:

RESUMO As condições operacionais impostas nos processos de fundição geram, como consequência direta, uma diversidade de estruturas de solidificação. Em geral, as propriedades mecânicas mostram-se fortemente dependentes da morfologia estrutural e da composição química. Um aço de baixo carbono foi utilizado para promover fluxo de calor unidirecional durante a solidificação e obter o arranjo da microestrutura. O objetivo deste trabalho é pesquisar a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura da liga Al-10%Si-2%Cu e na sua resistência mecânica. Resultados experimentais incluem os espaçamentos dendríticos primários (EDP), velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (TR) e limites de resistência à tração (LRT) e de escoamento (LE). Estruturas dendríticas mais grosseiras tendem a diminuir a resistência à tração e ao escoamento na liga em estudo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The imposition of a wide range of operational conditions in foundry and castings process generates, as a direct consequence, a diversity of solidification structures. The mechanical properties show to depend strongly on the structural morphology and chemical composition. A low carbon steel mold was used to promote a unidirectional heat flow during solidification and to obtain the arrangement of the microstructure. The aim of the present article is to investigate the effect of thermal solidification variables on the microstructure of the Al-10wt.%Si-2wt.%Cu alloy and its mechanical strength. Experimental results include primary dendrite arm spacings (EDP), tip growth rate (VL), cooling rate (TR) and tensile (LRT) and yield (LE) strength limits. A coarser dendritic structure tends to improve the tensile strength and the yield tensile strength in the studied alloy.

Resumo em Português:

RESUMO O Cimento supersulfatado (CSS) é conhecido por ser um aglomerante de baixo impacto ambiental devido aos materiais que o compõem. Os principais constituintes do CSS são escória de alto forno (até 90%), sulfato de cálcio (10-20%) e uma pequena quantidade de ativador alcalino (até 5%). Estudos destacam a substituição da fonte de sulfato de cálcio natural, gipsita, por uma fonte alternativa, como o fosfogesso. No Brasil, a produção deste material é cerca de 4,5 milhões de toneladas por ano. Pelo fato do CSS compreender um maior teor de sulfato de cálcio (20%) em sua composição, em relação ao cimento Portlant, permite um maior consumo de fosfogesso. Esta pesquisa aborda o uso do fosfogesso como fonte alternativa de sulfato de cálcio na elaboração de CSS, a fim de relatar os efeitos que diferentes teores de sulfato de cálcio (10 e 20%) e de ativador alcalino (0,2, 0,5 e 0,8%) exercem no desempenho deste tipo de cimento, bem como na formação de compostos hidratados. A análise dos resultados mostrou que CSS feito com fosfogesso atendeu aos requisitos mínimos de resistência à compressão exigidos pela norma europeia para cimentos supersulfatados (EN 15743/2010). Foram observadas baixas taxas de calor de hidratação, as quais foram influenciadas principalmente pelo teor de ativador alcalino. O excesso de ativador alcalino (KOH) teve implicações distintas nas pastas com diferentes percentuais de sulfato de cálcio. Naquelas com baixo teor (10%), 0,8% de KOH implicou queda de resistência, enquanto que naquelas com alto teor de sulfato de cálcio (20%), o alto ter de KOH implicou a instabilidade da etringita.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Supersulfated Cements (SSC) are composed from blast furnace slag (90%), calcium sulfate (10-20%) and a small amount of alkali activator (up 5%). Gypsum is a conventional source of calcium sulfate, however, it can be replaced by phosphogypsum (PG), a byproduct from the production of phosphoric acid (H3PO4) with similar chemical and mineralogical composition of the gypsum. In Brazil, the production of this material is about 4.5 million tons per year. Because the SSC contains a higher calcium sulfate content (20%) in relation to Portland cement, a higher consumption of phosphogypsum is possible. The goal of this study was to investigate the phosphogypsum (PG) as an alternative source of calcium sulfate in order to obtain CSS. In addition to use of PG, the effects of both calcium sulfate and alkali activator content on the process of hydration were investigated. The results showed that SSC made with phosphogypsum met the minimum compressive strength required by the European standard for SSC (EN 15743/2010). Low heat of hydration rates mainly influenced by the low alkali activator content was observed. The excess of alkali activator (KOH) had different influences according to calcium sulfate content. In pastes made with low content (10%), 0.8% of KOH reduced the compressive strength, while in those with a high calcium sulfate content (20%) the high alkaline content resulted in the instability of ettringite.

Resumo em Português:

RESUMO As membranas assimétricas, denominadas respectivamente Mb1 e Mb2, foram obtidas por meio do método de inversão de fases, empregando-se o copolímero Poli (acrilonitrila-co-acetato de vinila) - P (AN-co -AV) com composição em massa inicial de 6,5% e 8,5% de Polivinilpirrolidona (PVP). As membranas foram caracterizadas por meio das técnicas de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (IV-TF) e de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Por meio da técnica de IV-TF foi possível identificar as bandas que permitiram apontar os principais grupos funcionais presentes: i) no polímero base, ii) no copolímero e iii) no aditivo polimérico PVP usados na fabricação das membranas. Tais bandas seriam: em 2246 cm-1, banda associada à deformação axial do grupo C≡N da unidade de acrilonitrila; em 1735 cm-1, banda associada ao estiramento do grupo carbonila (C=O), presente no comonômero éster ou ácidos utilizados na polimerização da Poliacrilonitrila (PAN), e em 1242 cm-1 (νC-O), banda associada aos grupos acetatos presentes no copolímero P(AN-co-AV). As bandas fundamentais da PVP foram identificadas em 1664 cm-1 e 1293 cm-1 atribuída ao estiramento do grupo carbonila (C=O) ligado à amida e ao estiramento da ligação (-C-N) respectivamente. Os resultados obtidos por meio da MEV apontaram para alterações estruturais na morfologia da membrana resultantes do aumento na concentração de PVP.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Asymmetric membranes, denominated respectively Mb1 and MB2, were obtained by the phase inversion method, employing the copolymer poly (acrylonitrile-co- vinyl acetate) - P (AN-co-VA) with an initial weight of composition 6.5% and 8.5% Polyvinylpyrrolidone (PVP). Membranes were characterized by means of spectroscopy techniques with Infrared Fourier Transform (FT-IR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Through the FT-IR technique it was possible to identify the bands that allowed showing the main functional groups present: i) in the base polymer ii) in the copolymer and iii) in the PVP polymeric additive used in the manufacture of membranes. Such bands are: in 2246 in cm-1, band associated with the axial deformation of the C≡N group of acrylonitrile unit; in 1744 cm-1, band associated with stretching of the carbonyl group (C = O), present in the comonomer ester or acid used in the polymerization of Polyacrylonitrile (PAN), and in 1242 cm-1 (νC-O), band associated with the acetate groups present in copolymer P(AN-co-VA). The fundamental bands of PVP were identified in 1664 cm-1 and in 1293 cm-1 attributed to the stretching of the carbonyl group (C=O) attached to the amide and the stretching of the bond (-C-N), respectively. The results obtained by SEM pointed to structural changes in membrane morphology resulting from the increase in PVP concentration.

Resumo em Português:

RESUMO Diversos estudos mostram que algumas espécies de madeira não estão aptas à produção de compósitos madeira-cimento. Isso ocorre porque os componentes orgânicos podem afetar tanto a interação entre a madeira e o cimento, quanto as interações internas do cimento. Com isso, pesquisadores vêm estudando alternativas de pré-tratamento do material de origem vegetal, como por exemplo, utilizando-se aceleradores de pega, aditivos químicos, mineralização da madeira, dentre outros. Uma das técnicas consiste no pré-tratamento da madeira com suspensão de Ca(OH)2. O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da quantidade de CaO utilizada na preparação de suspensões de Ca(OH)2 nas características mecânicas de compósitos de madeira-cimento. Foram avaliados três traços de Ca(OH)2, e cinco granulometrias de partículas de Pinus spp oriundas de resíduos de madeireira, por meio da realização de ensaios de compressão axial em corpos de prova cilíndricos. Os resíduos foram secos em estufa, apresentando uma umidade de 3%, sem tratamento. A relação cimento: madeira foi de 1:1,5, em massa. As relações água/cal para produção de Ca(OH)2 foram 4,7, 6,25 e 7,8. As médias de resistências à compressão axial obtidas mostraram que os compósitos produzidos com a relação água/cal de 6,25 apresentou valores estatísticos mais altos quando comparados aos compósitos produzidos com outras relações de água/cal.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In according to a lot of studies, some woods aren't able to compose the cement-wood composite. It is because the affecting of the organics components in the wood-cement interaction and the cement reactions. Then, researchers have studied an alternative to the pre-treatment using Ca(OH)2 suspensions. This study evaluated the influence of the amount of CaO used on Ca(OH)2 suspensions and how they affect the mechanical characteristics of the wood-cement composite. Three Ca(OH)2 mixtures were evaluated and five granulometries of the Pinus spp from lamber residue, through axial compression tests in cilindrical specimens. The waste woods were dried in an oven and presented a 3% moisture. The cement:wood weight ratio was 1:1,5. The water/lime ratios were 4,7/1, 6,25/1 and 7,8/1. The composites produced with water/lime ratio of the 6,25/1 presented the average axial compressive strenght higher compared with others ratios.

Resumo em Português:

RESUMO Revestimentos metálicos podem ser aplicados para diferentes finalidades, como exemplo, para melhorar as propriedades mecânicas, catalíticas, anticorrosivas ou simplesmente melhorar o aspecto decorativo. Neste trabalho foram obtidas ligas de Ni-Fe pelo processo de eletrodeposição utilizando um banho eletrolítico simples contendo os seguintes reagentes, sulfato de níquel, sulfato de ferro e tartarato de sódio. Como ferramenta de otimização foi utilizado um planejamento experimental completo 22, associado à técnica de metodologia de superfície de resposta (MSR). Foram feitas medidas de composição química, eficiência de corrente, morfologia superficial e medidas eletroquímicas de corrosão. Foi observado que a diminuição do pH favoreceu o aumento do ferro e diminuição do níquel na liga. O teor de ferro influenciou na morfologia da liga. O experimento ótimo apresentou uma resistência à corrosão média de 5471,5 Ω.cm² e uma densidade de corrente de corrosão média de 4,814x10-6 A/cm², este experimento apresentou uma composição percentual em massa de níquel de 70 wt% e de ferro de 30 wt% e uma eficiência de corrente média de 58,7%.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Metallic coatings can be applied for different purposes, for example to improve the mechanical, catalytic, anticorrosive properties or simply to improve the decorative appearance. In the work the Fe-Ni alloys have been obtained by electrodeposition process using a simple electrolytic bath containing the reagents, nickel sulfate, iron sulfate and sodium tartrate. A complete experimental design 22, associated with the response surface methodology (RSM) technique was used as optimization tool. Chemical composition, current efficiency, surface morphology and electrochemical corrosion measures were performed. It was observed that a decrease in the pH favored an increase in iron and decrease in nickel contents in the alloy. The iron content influenced the alloy morphology. The best experiment showed an average corrosion resistance 5471.5 Ω.cm² and a corrosion current density 4.814x10-6 A/cm². This experiment presented a composition of 70 wt% Ni and 30 wt% Fe in the alloy and an average deposition current efficiency of 58.7%.

Resumo em Português:

RESUMO O pneu inservível é um material de difícil degradação, seu acúmulo ou descarte inadequado causam graves impactos ao meio ambiente. Pneus empilhados ficam sujeitos à ocorrência de incêndios, devido a capacidade térmica que possuem, além de serem ambientes propícios para proliferação de vetores transmissores de doenças. A utilização de resíduos de borracha de pneus na produção de peças de concreto para pavimentação tem sido uma alternativa viável para destinação ambientalmente adequada destes resíduos e para redução do consumo de recursos naturais, contribuindo para sustentabilidade da construção civil. Este trabalho avalia o comportamento do concreto com adição de resíduo de borracha de pneus na produção de peças de concreto para pavimentação, onde o agregado miúdo é substituído em massa pelo resíduo de borracha nas proporções de 2.5, 5.0, 7.5, 10, 20 e 50%. Na produção dos concretos foram empregados os seguintes materiais: cimento Portland, agregados miúdos e graúdos, resíduos de borracha e aditivo superplastificante. Foram realizados ensaios de resistência à compressão em pisos intertravados aos 07 e aos 28 dias. A análise gráfica foi realizada a partir dos valores de resistência e teor de borracha, e os resultados mostraram que para um determinado intervalo de porcentagem de substituição do agregado miúdo por resíduo de borracha, houve uma melhora na resistência à compressão dos pisos intertravados, e para até 10% de substituição da areia natural pelo resíduo de borracha de pneus, é possível empregar este concreto na produção de pisos de concreto para tráfego pesado, segundo as recomendações da norma brasileira.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The waste tire is a material of difficult degradation, its inadequate accumulation or disposal cause serious environmental impacts. Stacked tires are subject to fires due to thermal capacity which have, besides being prone environments for proliferation of vectors transmitting diseases. The use of tire rubber waste in the production of paving blocks has been a viable alternative to environmentally proper disposal of this waste and to reduce the consumption of natural resources, contributing to sustainable construction. This work evaluates the behavior of the concrete with addition of tire rubber waste in the production of paving blocks. The fine aggregate was substituted by rubber waste in proportions of 2.5, 5.0, 7.5, 10, 20 and 50%. Portland cement, fine aggregate, coarse aggregate, rubber waste and superplastic additive were used in the concrete. Compression strength tests were performed in interlocking floor parts at 7 and 28 days. The graphical analysis was using values of resistance and rubber content, and the results showed that for a given range of proportion of substitution of fine aggregate by rubber waste, there was an improvement in the compression strength of concrete paving blocks, and with substitution of up to 10% of sand by rubber waste is possible to use this concrete to produce interlocking floor for heavy traffic, according to the recommendations of the Brazilian standard.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Oil is an important source of energy, mainly in developing countries. Important research has been conducted to find cementing procedures that guarantee safe and cost-effective oil exploration below pre-salt layers. This work aimed to make a new cement paste with cement, seawater, silica, biopolymers (chitosan and sodium alginate) and hydroxyapatite (HA), found in nature. For comparison purposes, slurry without additives was prepared and characterized. The HA used was extracted from fish scales (Cynoscion acoupa) in optimized condition NaOH concentration, temperature and reaction time. Both slurry were prepared with ratios water/cement (w/c) and silica/cement (s/c) equal to 0.50 and 0.35, respectively. The new cement slurry was obtained with proportions of 5% of each biopolymer and HA with respect to the total weight of the cement. In the immersion tests, specimens were immersed in samples of hyper production of saline water by 35°C for 15 days. Thereafter, they were washed, dried and its surface layers were scraped. Before, the resulting materials were characterized. The values of the ratios Ca/Si of new cement slurry (3.38 ± 0.06) were superior compared to standard (2.58 ± 0.05). The new slurry had high thermal stability and low amounts of small crystallite-type portlandite (35.70 nm). Conversely, a slurry standard formed larger crystals of about 50.3 nm. Significantly, after continuous long-term contact of both slurries with hyper-saline produced water from oil well fields operations, in comparison with standard slurry structural characteristics, the new slurry has practically maintained its pristine chemical structure, as well as has shown crystallite-type particles of NaCl and Friedel's/Kuzel's salts with lower proportion. The presence of the biopolymers and HA has driven the improved the self-healing properties observed in the new cement slurry. In this first study, the new slurry has shown adequate characteristics to contribute to cost effective and environmental-friendly oil well operations.

Resumo em Português:

Resumo A adição de fibras ao concreto é uma prática que busca reduzir o surgimento de fissuras e suas respectivas aberturas. Diversos tipos de fibras são utilizadas com esse fim como, por exemplo, as fibras de aço e as fibras poliméricas. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de fibras poliméricas nas propriedades mecânicas do concreto. Para isso foram realizados ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão e avaliada a tenacidade de corpos de prova confeccionados com concreto convencional (sem adição de fibras), concreto com adição de fibras de polipropileno e concreto com adição de fibras de polietileno de alto módulo. O comprimento das fibras poliméricas utilizadas é de 12 mm. Os resultados mostram que essas adições melhoram o desempenho do concreto para a resistência à tração e tenacidade, porém não causaram variações significativas na resistência à compressão e no módulo de elasticidade.

Resumo em Inglês:

Abstract The addition of fibers to concrete is a practice that seeks to reduce the appearance of cracks and their respective openings. Various types of fibers are used for this purpose, for example, steel fibers and polymeric fibers. This study evaluated the influence of the addition of fibers on the mechanical properties of concrete. For that were performed compressive strength tests, modulus of elasticity, tensile strength in bending and evaluated the tenacity of specimens made with conventional concrete (without fibers), concrete with addition of polypropylene fibers and concrete with adding high modulus polyethylene fibers. The results show that the additions improved concrete performance to tensile strength and toughness, but did not cause significant variations in the compressive strength and modulus of elasticity.

Resumo em Português:

RESUMO Um grande número de ligas metálicas apresenta comportamento satisfatório quando usadas na fabricação de implantes para próteses de quadril. Porém, as mesmas devem estar em conformidades com as normatizações, para assegurar sua qualidade por longos períodos e sem perder sua funcionalidade. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estudar as não conformidades de duas próteses de quadril, sendo uma de titânio e outra de aço inoxidável frente às normatizações. As próteses estudadas passaram por análise de difração de raios-x (DRX), fluorescência de raios-x, ensaio de tração e microscopia óptica (MO). As amostras para o ensaio de tração foram confeccionadas conforme a norma ASTM E 8M, bem como, as amostras do MO passou pelo procedimento metalográfico. Os resultados evidenciaram que algumas composições químicas apresentaram discordância em relação às normas. As análises de DRX mostraram picos de austenita e ausência de ferrita para o aço inoxidável, enquanto a liga de titânio apresenta uma fase alfa (HC) mais significativa que a fase beta (CCC). As ligas de aço inox e titânio apresentam limite de escoamento e resistência à tração que atendem as normas. Por outro lado, o módulo de elasticidade das ligas de titânio e aço inox, chega a ser dez vezes maior do que o módulo do osso humano. Portanto, o alto módulo de elasticidade das ligas, favorece problemas de reabsorção óssea. A microestrutura do aço inox é típica de uma matriz austenítica, enquanto a da liga de titânio apresenta microestruturas α+ β.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A large number of metallic alloys has satisfactory behavior when used to manufacture implants for hip prostheses. However, they must be in conformity with standards, to ensure their quality for long periods without losing its functionality. Therefore, this paper aims to study the non-conformities in two hip prostheses, one of titanium and other stainless steel according to standards. The implants studied passed by x-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence, tensile test and optical microscopy (OM). Specimens for the tensile test were made according to ASTM E 8M, as well, MO samples passed by metallographic procedure. The results evidenced that some chemical compositions showed in relation to the standards. The XRD analysis showed peaks of austenite and absence of ferrite for the stainless steel, while the titanium alloy presents an alpha phase (HCP) more significant than the beta phase (BCC). The stainless steel alloys and titanium have yield strength and tensile strength that meet the standards. On the other hand, the elastic modulus of the titanium alloy and stainless steel, comes to be ten times greater than the human bone. Therefore, the high modulus of elasticity of the alloys, favors bone resorption problems. The stainless steel microstructure is typical of an austenitic matrix, while the titanium alloy presents α + β microstructure.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN En este trabajo se estudia la relación entre las características morfológicas del grano y la dureza de la aleación de aluminio AA5083-H116 cuando se somete a la acción de tratamientos isotérmicos diversos no acumulativos. Para el análisis se usaron las técnicas de microscopia óptica y electrónica de barrido, microanálisis químico, medición de durezas, barridos de calorimetría diferencial, cálculos con termodinámica computacional y análisis de imágenes con el objetivo de estimar las temperaturas de inicio de la recristalización y de crecimiento de grano, así como las transformaciones de fase asociadas a estos ciclos térmicos. Se determinó que la temperatura de inicio de recristalización estática del material está entre 150° y 180°C, ocurriendo como un proceso heterogéneo, mientras que un posible crecimiento anormal del grano inicia aproximadamente a los 300°C. Estos resultados son importantes para entender lo que ocurre en la microestructura durante los procesos de fabricación en los cuales se presenten ciclos térmicos similares, como en soldadura por fusión y tratamientos térmicos aplicados sobre este tipo de material y su relación con los cambios en propiedades locales.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work is studied the relationship between morphological characteristics of grain and hardness of aluminum alloys AA5083-H116, which has been submitted to several isothermal treatments. For analysis development were used optical and scanning electron microscopy, chemical microanalysis, hardness measurements, differential scanning calorimetry (DSC) curves, computational thermodynamics calculations, and image digital analysis, aiming to determine the recrystallization and abnormal grain growth temperatures, as well as phase transformations associated to thermal cycles. It was determined that static recrystallization start temperature is between 150° to 180°C, which was observed as heterogeneous process at whole rolled structure of material, while a possible abnormal grain growth process is initiated at 300°C, approximately. The results of this work are important because helping to understand the microstructure evolution due to processes of fabrication, which have similar thermal cycles, such as welding and heat treatments applied on this kind of material.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho faz-se o estudo da microestrutura formada na zona termicamente afetada (ZTA) e na zona fundida (ZF) de uma junta soldada pelo processo TIG automático no passe de raiz e soldagem a plasma nos passes de enchimento e acabamento em junta de topo com chanfro “V” simples, usando o aço inoxidável austenítico AISI 347. Além de estudar a condição como soldada, a peça após a soldagem foi submetida a tratamento térmico de solubilização a 1060°C e de estabilização a 900°C. Os resultados mostram que, na condição como soldado houve crescimento de grão na ZTA, a formação de ferrita 𝛿 com diferentes morfologias e a precipitação de carbetos de Nb e Cr. A ZF apresentou 13% de ferrita 𝛿. Após o tratamento térmico de solubilização, observou-se uma diminuição significativa do teor de ferrita 𝛿 na ZTA e na ZF, tendo sido observados carbetos de Nb, distribuídos de forma mais dispersa e com tamanhos menores. Após o tratamento térmico de solubilização seguido de estabilização, foi observada uma diminuição ainda maior do tamanho dos carbetos de Nb, mostrando a eficiência deste tratamento na dispersão destas partículas que contribuem para minimizar a possibilidade de ocorrer o fenômeno da sensitização. Os resultados permitem concluir que estes tratamentos térmicos são eficazes na solubilização da ferrita 𝛿, na formação de carbetos de Nb e para diminuir as alterações microestruturais resultantes do ciclo térmico da soldagem.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper makes the study of the microstructure formed in the heat affected zone (HAZ) and the melted zone (MZ) of a joint welded by automatic TIG process in the root bead and plasma in the filling and finish beads in a single V groove joint, using austenitic stainless steel AISI 347. In addition to study the as welded condition, the welded joint was submitted to thermal treatment of solubilization at 1060°C and stabilization at 900°C. The results show that, in the as welded condition, there was grain grow in the HAZ, the formation of ( ferrite with different morphologies and the precipitation of Nb and Cr carbides. The MZ showed 13% of ( ferrite. After solubulization heat treatment, a significant reduction of ( ferrite content was observed in the HAZ and MZ, with Nb carbides been observed, distributed in a more spread form and with smaller sizes. After solubilization followed by stabilization heat treatment, a greater reduction in the size of Nb carbides was observed, showing the efficiency of this heat treatment to spread these particles which contribute to minimize the possibility to occur the sensitization phenomena. The results allow to conclude that both heat treatments are effective to solubilization of ( ferrite, in the formation of Nb carbides and to reduce the microstructure changes resulting to the weld thermal cycles.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Sugar cane bagasse is a residue of the sugar-alcohol industry, and its main destination is represented by burning boilers for power generation. The bagasse cogeneration of power produces a sugar cane bagasse ash (SCBA) residue that does not have a useful destination. Ashes are commonly studied as pozzolan in Portland cement production. International Standards indicate the use of pozzolan with up to 50% substitution. In the present work, we investigate the use of SCBA as an addition in Portland cement. For this purpose, Portland cement was prepared by substituting cement with 0, 10, 20, and 30% processed SCBA in volume. The ashes were processed by re-burning and grinding and were then characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, laser granulometry, X-ray fluorescence spectrometry, the Chapelle method, and pozollanic activity. To evaluate the cement with substitution, we used the mortar recommended by NBR 7215. The mechanical properties of the cements with replacement were analysed through tests of the compressive strength and flexural strength of mortars. The results appear interesting and support the possible use of SCBA in the production of cement from the aspect of mechanical properties evaluated.

Resumo em Português:

RESUMO Um grande desafio no projeto de microssistemas é a implementação de princípios eficientes de atuação miniaturizados em microescala. Ligas com efeito memória de forma (EMF) têm sido consideradas como uma solução potencial para este problema, uma vez que estes materiais oferecem propriedades atraentes como grande deformação e capacidade para ser processada em microescala. Ligas com composição Ni-44, 8wt% Ti e Ni-45, 3wt% Ti foram produzidas usando o método melt spinning em atmosfera argônio. Fitas obtidas neste processo mostraram tamanho médio de grãos martensíticos entre 5 e 30 µm, dependendo do tipo de liga e da velocidade linear da roda do melting spinning. As temperaturas de início de transformação martensítica (MS) assim como o tamanho de grãos foram reduzidos com o aumento de velocidade linear da roda e da quantidade de titânio.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT One important challenge of microsystems design is the implementation of efficient principles of miniaturized actuation at the micro-scale. Shape memory alloys (SMAs) have early been considered as a potential solution to this problem as these materials offer attractive properties like a high-power to weight ratio, large deformation and the capability to be micro-scale processed. Alloys of composition Ni-44,8wt%Ti and Ni-45,3wt%Ti were produced using the melt spinning method in air atmosphere. Ribbons obtained in this process showed martensitic grain size between 5 and 30 µm, depending on the alloy composition and the linear velocity of the wheel.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The purpose of the investigation was to examine the possibility of improving tool life by reducing the wear effect and improving the adhesion of a thin film through a compound configuration that consists in boriding and PVD deposition. Single layer coatings of TiN were deposited by PVD (cathodic arc) on quenched and tempered and on borided powder metallurgy (P/M) AISI M2 steel. Adhesion test was performed according VDI 3198. Microhardness measurements were performed on Vickers scale and the tribological behavior evaluated through dry sliding wear test, using a ball-on-disk apparatus. The wear tracks were analyzed through scanning electron microscopy (SEM) and confocal microscopy. After the wear test the samples were transversally cut, coating and substrate were investigated using scanning electron microscopy (SEM). The results showed a better adhesion of the coating for the borided sample comparing to the quenched and tempered sample. The wear mechanisms of quenched/tempered-TiN (Q/T-TiN) samples against Al2O3 ball were different from the wear mechanisms of borided-TiN (B-TiN) sample against Al2O3 ball.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN En este estudio, se usó la técnica de extrusión de láminas de una aleación de aluminio AA-1100-O y una aleación de magnesio AZ31-O por medio de un dado de cizalladura con un ángulo de 135 ° (ECASD, por sus siglas en inglés) para producir la deformación plástica en las aleaciones, que permita obtener microestructuras con tamaños de grano pequeños para aumentar su plasticidad en situaciones específicas de trabajo. En este estudio, se evaluó el cambio en las propiedades microestructurales y mecánicas por medio de microscopía óptica y ensayos mecánicos como microdureza y ensayos de tensión. La técnica de deformación plástica severa ECASD produce cambios en las propiedades mecánicas, sin cambios significativos en la masa de las muestras con pequeños cambios en las características micro-estructurales en el núcleo del material. Sin embargo, el proceso ECASD produce importantes cambios microestructurales cerca de la superficie de los materiales investigados, por tanto, la dureza está fuertemente modificada en esta región. Esto es debido a las altas tensiones de contacto y fricción desarrolladas con la matriz durante el proceso de ECASD.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this study, Equal-Channel Angular Sheet Drawing- ECASD with a die set at 135° was used to produce plastic deformation onto an aluminum alloy AA-1100-O and a magnesium alloy AZ31-O samples, expecting a decreasing the grain size in order to increase the plasticity of these alloys under certain specific working conditions. In this study, the microstructural and mechanical properties changed due to this process were analyzed by optical microscopy and mechanical testing like micro-hardness and tension test. ECASD produces work hardening with no significant dimensional changes into the flat specimens with small changes in the microstructural characteristics. The ECASD process also produces important microstructural changes close to the surface of the investigated samples therefore its hardness is strongly modified in this region. This is due to the high contact stresses and friction developed with the die during the ECASD process.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho avaliou-se numericamente, a partir da utilização do software ANSYS, versão 10.0, o comportamento de ligações metálicas efetuadas por parafusos auto-atarraxantes com diâmetro igual a 11 mm, dispostos em X, em corpos de prova confeccionados com madeira de reflorestamento do tipo Eucalipto urograndis. A rigidez k (força versus deslizamento) do sistema de ligação foi avaliada, neste caso, por meio da simulação de ensaios de cisalhamento direto (direct shear), considerando-se 1/2 estrutura com carregamento aplicado até a ruptura do corpo de prova. A estratégia de se utilizar 1/2 estrutura simétrica teve o objetivo de reduzir o tempo de processamento numérico do modelo de corpo de prova. Na modelagem da madeira e dos conectores de aço foi utilizado o elemento finito solid45. Os resultados da análise numérica foram comparados com resultados obtidos a partir de ensaios experimentais realizados em corpos de prova de madeira com a mesma configuração e carregamentos utilizados na análise experimental. A calibração do modelo numérico foi realizada a partir da comparação da curva numérico-experimental "força aplicada" versus "deslizamento obtido". Os resultados numéricos obtidos para a resistência e rigidez k do sistema de ligação X mostraram uma boa concordância com os resultados experimentais, sendo que os resultados experimentais foram relativamente mais conservadores que os resultados numéricos. Como resultado apresenta-se, principalmente, a estratégia de modelagem numérica utilizada, neste caso.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work was evaluated by numerical simulation, from the use of ANSYS software, version 10.0, the behavior of steel connections made by self-tapping screws with diameter of and 11 mm, in X position, in specimens made with reforested wood of the type Eucalyptus urograndis. The stiffness k (force versus displacement) of the connection system was evaluated, in this case, by direct shear testing simulation (direct shear), considering 1/2 structure with applied load until the rupture of the specimen. The strategy of using 1/2 symmetrical structure of specimen aimed to reduce the time of numeric processing of the specimen. In the modeling of wood and steel connectors was used the finite element solid45. The numerical analysis results were compared with results obtained from experimental tests on wood specimens with same configuration and loadings used in experimental analysis. The calibration of the numerical model was made from the comparison of numerical and experimental curves "applied force" versus "obtained displacement". The numerical results for the strength and stiffness k of the connection system analyzed X showed a good agreement with the experimental results and the values of experimental results were fairly smaller than the numerical values. As a result presents mainly the entire numerical modeling strategy used in this case.

Resumo em Português:

RESUMO A inovação dos processos de beneficiamento de materiais têxteis é cada vez mais importante para possibilitar a redução no consumo de água e nos tempos de processo na indústria têxtil. O consumo de fibras têxteis no Brasil em 2014 foi de 13,3 kg por habitante, e para beneficiar estes tecidos são utilizados em média 80 litros de água para cada quilograma de substrato tratado. Este estudo visou aprimorar o processo de pré-alvejamento para tecidos têxteis utilizando o ozônio com o objetivo de reduzir o consumo de água, de aditivos químicos, de tempo e bem como de energia. O potencial de redução do ozônio (2,07 V) é maior que o potencial de redução do peróxido de hidrogênio (1,77 V), o que faz com que o ozônio seja um excelente agente oxidante. A avaliação dos resultados de resistência física (estouro e tração), propriedades tintoriais (K/S, FC % e DE) e do grau de branco do tecido, indicam que o processo de pré-alvejamento com ozônio a frio é promissor na indústria têxtil, pois além de eliminar a utilização de peróxido de hidrogênio e hidróxido de sódio, reduz o tempo de processo em 60% e diminui o consumo de água em 50%.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The innovation of the processes of the textile materials is becoming more and more important to reduce the amount of water and the use of machinery time in the textile industry. The consumption of textile fibers in Brazil in 2014 was 13,3 kilograms per capita and to produce these fabrics with 80 liters of water on average are used to each kilo of treated substract. This study aims to improve the pre-bleaching process for textile fabrics using the ozone with the objective to reduce the consumption of water, chemical products, time as well as energy. The potential for reducing ozone (2.07 V) is greater than the reduction potential of hydrogen peroxide (1.77 V), which makes the ozone is an excellent oxidising agent. The evaluation of results in resistance (strength and traction), dyeing properties (K/S, FC % and DE) and the whiteness degree of pre-bleached fabrics using cold ozone indicates that this is a promising process for the textile industry, since it not only eliminates the use of hydrogen peroxide and sodium hydroxide but also allows eliminating the process in at least 60% also reducing water consumption in 50%.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT During exploitation, textile products printed with screen printing technique are quite often exposed to various influences, one of which is a heat treatment- firstly during the production process and later on when ironing. Heat is simultaneously affecting deposited colorants (ink) on the surface of the substrate material, as well as textile fibers in the material structure. As a result, colorimetric characteristics of printed colorants are changed. The research presented in this paper aims to determine the influence of heat treatment on color changes of screen printed textile substrates, observed in CIE L*, a*, b* color space. Macro non-uniformity of the printed cotton textile materials was analyzed as a function of temperature levels applied during thermal treatments and textile material characteristics, as well as mesh counts of screens used in the printing process. The results show that thermal treatment affects the color change of printed samples.

Resumo em Português:

RESUMO A busca por aglomerantes de menor impacto ambiental, relacionado principalmente à emissão de CO2, tem crescido na última década, em especial, por aqueles isentos de clínquer. Cimentos álcali ativados (CAT's) são obtidos através da mistura de materiais sílico-cálcico-aluminosos com um ativador alcalino e, portanto, podem reduzir em até 80% a emissão de CO2 quando comparados com o Cimento Portland (CP). Pesquisas recentes têm mostrado que CAT's podem apresentar propriedades físicas e mecânicas equivalentes ou superiores àquelas apresentadas pelo CP, entretanto, a ativação da matéria prima é complexa, pois depende das suas características. Trabalhos recentes têm mostrado a forte influência das características da matéria-prima no desempenho do CAT, porém, pouco mencionada na literatura. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a influência das características da escória de alto forno, finura e composição química, no comportamento dos CAT's, visando contribuir no entendimento dos seus mecanismos de hidratação. Para tanto, foram empregadas duas escórias, A e B, as quais foram submetidas a diferentes tempos de moagem e, ativadas com 5% de NaOH. Foram confeccionadas argamassas e pastas para testes de resistência à compressão (7 e 28 dias), monitoramento do calor de hidratação e investigação da microestrutura (DRX e DSC). Os resultados mostraram que as argamassas confeccionadas com escória A obtiveram ótimo desempenho mecânico, com valores próximos a 48MPa aos 28 dias, bastante superior à escória B, independente da finura e com maior formação de CSH. A hipótese provável desse estudo é que o sistema formado no CAT com escória A, por apresentar maior teor de Al2O3, poderia propiciar a formação de CSH com maior incorporação de Al e menor cristalinidade, contribuindo na resistência mecânica.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT New binders are being developed for concrete in order to reduce the environmental impact mainly related to CO2 emissions. Alkali -activated cements (CATs) are obtained from lime-aluminosilicate materials and an alkali activator and can reduce by 80% the emission of CO2 compared to Portland Cement (PC). Papers have also shown physical and mechanical properties similar or higher than those presented by the PC, however, the activation of raw material is complex. Recent papers have also have showed a strong influence of the characteristics of raw material on the performance of CAT, however, little mentioned in the literature.. Therefore, this paper aimed to analyze the influence of characteristics of blast furnace slag (fineness and chemical composition) on the behavior of activated alkali cements. For this purpose, two slags were used, A and B, which were submitted to different milling times; and activated using 5% of NaOH. Mortars and pastes were prepared for compressive strength testing (7 and 28 days), measurements of heat of hydration and investigation of microstructure (XRD and DSC) were made. The results showed that the mortar made with slag A reached a very good mechanical performance, close to 48MPa at 28 days, and higher formation of CSH, in opposite of slag B. The probable hypothesis of this study is that the system formed in CAT made with slag A (containing more Al2O3) could provide CSH with a greater incorporation of Al and a lower crystallinity, increasing the mechanical strength.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho compara as propriedades de diversos óxidos transparentes condutores para serem utilizados como contatos frontais de células solares de filmes finos de CdTe. Os filmes foram depositados à temperatura ambiente, por pulverização catódica com rádio frequência, sem tratamento térmico posterior, com o objetivo de reduzir o número de etapas do processo de fabricação. A relação resistência/transmitância foi avaliada através de uma figura de mérito, de forma a propor os materiais candidatos a atuar como eletrodo frontal da célula solar. Os óxidos investigados foram divididos em dois grupos: os de baixa resistividade e os de alta resistividade. Eletrodos fabricados com os diversos óxidos foram submetidos a testes de estabilidade térmica nas temperaturas de processamento da célula solar. Os resultados mostraram que os filmes de ZnO e Zn2SnO4 são óxidos de alta resistividade (> 0,5 (.cm), enquanto que os de SnO2, In2O3, In2O3:Sn, Cd2SnO4 e ZnO:Al são de baixa resistividade (< 5,0 x 10-3 (.cm) e alta transmitância (> 85%). Os filmes de In2O3:Sn e ZnO:Al apresentaram-se como as melhores opções para fabricação dos eletrodos, pois possuem resistividades na faixa de 10-3-10-4 (.cm e transmitâncias entre 85-92%. No entanto, levando-se em consideração questões de custo e escassez associadas ao índio, filmes de ZnO:Al são os mais adequados para esta aplicação, pois além de possuírem valores de condutividade e transmitância elevados, apresentaram elevada estabilidade térmica nas temperaturas de processamento da célula.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work compares the properties of different transparent conducting oxides for use as frontal contact in CdTe thin films solar cells. The films were deposited at room temperature by radio frequency sputtering without heat treatment, in order to reduce the manufacturing process steps. The resistance/transmittance relation was evaluated using a figure of merit, in order to propose the best material to act as front electrode of the solar cell. The oxides investigated in this work were separated into two groups: low-resistivity and high-resistivity oxides. Electrodes were prepared with these oxides and were subjected to thermal stability tests at the elevated temperatures involved in the solar cell processing. The results showed that ZnO and Zn2SnO4 films are high-resistivity oxides (> 0,5 (.cm), while SnO2, In2O3, In2O3:Sn, Cd2SnO4, and ZnO:Al are low-resistivity (< 5,0 x 10-3 (.cm) and high transmittance (> 85%) oxides. The In2O3:Sn and ZnO:Al films were the best options for the production of the electrodes, as their resistivity and transmittance values ranged from 10-3-10-4 (.cm and 85-92%, respectively. However, taking into consideration the cost and shortage issues, ZnO:Al films are the suitable choice for this application, because in addition to having high values ​​of conductivity and transmittance, they have demonstrated thermal stability at elevated temperatures.

Resumo em Português:

RESUMO A aplicação de revestimentos com o objetivo de reduzir o desgaste em equipamentos e, consequentemente os custos de manutenção, busca obter o incremento da vida em serviço e redução das paradas programadas. Uma correta seleção do material depositado permite, dentre outras coisas, transformar elementos descartáveis por desgaste em bens de capital recuperável, aumentar a resistência e prover as superfícies susceptíveis ao desgaste de características e propriedades desejadas e, em geral, aumentar a eficiência do processo. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a resistência ao desgaste abrasivo de revestimentos duros depositados em camada única através do processo de soldagem FCAW (Flux - Cored Arc Welding) Duplo Arame, com arame tubular auto protegido. Foram utilizados três tipos de consumíveis aplicados nos revestimentos de martelos e facas picadoras da indústria sucroalcooleira (FeCrC, FeCrC+Ti e FeCrC+Nb) de diâmetro 1,6 mm em doze condições de revestimento diferentes. O revestimento por soldagem foi aplicado sobre uma chapa de aço carbono SAE 1020 com e sem amanteigamento de liga E308LSi, utilizando-se o modo de transferência metálica por curto-circuito. Construíram-se corpos de prova para a avaliação do desgaste em laboratório com abrasômetro Roda de Borracha de acordo com a norma ASTM G65-00. A avaliação de desgaste foi feita via perda de massa. Foram realizadas também análise de dureza, microdureza e microestrutura dos revestimentos. Os melhores resultados de resistência ao desgaste foram obtidos com a utilização dos dois arames eletrodo de mesma composição (FeCrC+Ti - FeCrC+Ti). A presença do Ti no revestimento apresentou menor quantidade de trincas e melhor resistência ao desgaste. As condições com amanteigamento não demonstraram bons resultados com relação à resistência ao desgaste dos revestimentos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The application of hardfacing brings the reduction of the wear and therefore increases service life of components and reducing the maintenance shutdowns. This work aims to study the wear resistance of hardface applied by welding, by using the process FCAW (Flux- Cored Arc Welding) Self-Shield Double Wire. Three types of consumables used in coating hammers and knives of the sugar industry were used. (FeCrC, FeCrC+Ti and FeCrC + Nb) with diameter 1.6 mm in twelve coating conditions. The coating was applied by welding on a steel SAE 1020 with and without E308lSi buttering, with metal transfer mode in short circuit. It was compared the deposits made with each condition. It was constructed specimens for the evaluation of wear in the laboratory with Rubber Wheel according to ASTM G65-00. The wear evaluation was made via mass loss. It was also carried analysis hardness and microhardness of the coating microstructure. The best wear resistance results were obtained with the use of two wires electrode with the same composition (FeCrC + Ti). The presence of Ti in the coating has fewer cracks and improves wear resistance in this study. The conditions with buttering have not shown good results with respect to wear resistance of coatings.

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RESUMO O descarte inapropriado de resíduos das indústrias da cerâmica vermelha é bastante elevado. Um dos maiores desafios da atualidade é a investigação de processos para a obtenção de materiais alternativos, que permitam o emprego destes resíduos na fabricação de novos materiais. Este trabalho tem como objetivo estudar composições de massas argilosas a partir da incorporação de resíduo da indústria de cerâmica vermelha para uso em membranas cerâmicas tubulares. Foram estabelecidas duas composições de massa cerâmica; composição A (50% de resíduo) e composição B (70% de resíduo). As análises granulométricas das massas cerâmicas apresentaram um tamanho médio de partículas que prever membranas na escala de microfiltração. Outro fator observado está relacionado ao aumento da quantidade de resíduo, o mesmo, favoreceu a diminuição da plasticidade na massa cerâmica. Observou-se também um aumento na porosidade aparente, provavelmente pelo possível crescimento do número de poros maiores, decorrentes da temperatura elevada de sinterização e do próprio aumento da quantidade de resíduo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The inappropriate residue disposal of red ceramic industry is very high. Nowadays, one of the major challenges is the investigation of processes to obtain alternative materials, enabling the use of these residues to manufacture new materials. This work's objective is to study clayey masses' compositions starting from the residue incorporation of the red ceramic industry to be used in tubular ceramic membranes. Two compositions of ceramic masses were established, composition A (50% of residue) and composition B (70% of residue). Granulometric analysis of the ceramic masses presented an average size of particles, what indicates membranes in the microfiltration scale. Another observed factor is related to the increase of residue amount, what favored a decrease in the ceramic mass' plasticity. A rise in the apparent porosity was also observed, probably because of a possible growing in the bigger pores numbers, due to the sintering high temperature and the elevation of residue quantity itself.

Resumo em Português:

RESUMO Testes de cisalhamento utilizando um viscosímetro de cilindros coaxiais foram realizados no intuito de se determinar as propriedades reológicas de dispersões de goma xantana com bentonita sódica em presença de diferentes concentrações de cloreto de sódio (NaCl) e um valor fixo de concentração de cloreto de cálcio (CaCl2) à temperatura ambiente. A reologia das dispersões com diferentes concentrações de NaCl e bentonita sódica foram preparadas fixando as concentrações de goma xantana e CaCl2 em 0,47% e 0,455% respectivamente (ambas as porcentagens em massa) e utilizando água deionizada como meio dispersivo. As dispersões mostraram um bom ajuste ao modelo reológico de potência modificado (Herschel-Bulkley) através de regressões não lineares. Foi feito um Planejamento Composto Central (PCC) em dois níveis no qual as variáveis independentes foram as concentrações de bentonita sódica e cloreto de sódio e as variáveis dependentes foram o limite de escoamento (τ0), o índice de consistência (k) e o índice de fluxo (n). As amostras foram preparadas sob agitação com 24 horas de antecedência e as medições dos pontos da curva reológica foram obtidas através do viscosímetro Haake. Os resultados da análise mostraram que a tensão limite de escoamento é fortemente influenciada pela concentração de bentonita enquanto que os índices de consistência e fluxo são influenciados tanto pela concentração de bentonita como pela concentração do cloreto de sódio. Esses resultados mostram que é possível melhorar o desempenho de fluidos de perfuração argilosos através da manipulação do teor de sais e argila no mesmo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Shear tests using a coaxial cylinders viscometer were performed in order to determine the rheological properties of xanthan gum dispersions with sodium bentonite in the presence of different concentrations of sodium chloride (NaCl) and a fixed concentration of calcium chloride (CaCl2) at room temperature. The dispersions rheology with different concentrations of NaCl and sodium bentonite were prepared by fixing the xanthan gum and CaCl2 concentrations of 0.47% and 0.455% respectively (both mass percentages) using deionized water. The dispersions showed a good fit to modified power rheological model (Herschel-Bulkley) by non-linear regressions. A Central Composite Design was made for two levels. The independent variables were sodium bentonite and sodium chloride concentrations and the dependent variables were the yield point (τ0), the consistency index (k) and the flow index (n). Samples were prepared with stirring 24 hours in advance and the measurement of the rheological curve points were obtained by Haake viscometer. The results of the analysis showed that the yield stress is strongly influenced by the concentration of bentonite while the consistency and flow indexes are influenced by both sodium chloride and sodium bentonite concentrations. These results show that it is possible to improve the performance of clay drilling fluids through manipulation of salts and clay content.

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RESUMO O presente trabalho teve como objetivo caracterizar dois novos depósitos de argilas (A e B) provenientes da região sul do estado do Amapá, visando estabelecer seus usos adequados como matérias-primas cerâmicas e promover o potencial da indústria cerâmica da região. Foram confeccionados corpos de prova por prensagem uniaxial, sendo aplicada uma prensagem em duas etapas de 13,4 MPa e 20 MPa, respectivamente. As amostras foram secas em uma estufa a 110ºC, e submetidas à queima em 850, 1000 e 1200ºC. Foram determinadas retração linear de queima, absorção de água, porosidade aparente e módulo de ruptura à flexão, bem como a evolução mineralógica após queima. Finalizando, avaliou-se a microestrutura das argilas sinterizadas a 1200ºC em um microscópio eletrônico de varredura. Os resultados evidenciaram que a argila A apresentou o melhor desempenho mecânico, tendo uma coloração vermelha e, portanto, tendo potencial para a indústria de cerâmica vermelha. Por outro lado, a argila B apresentou cor clara, devido ao baixo teor de óxido de ferro e, sendo assim, tendo potencial como matéria-prima refratária. No geral, uma argila é adequada para uso em cerâmica branca e outra para cerâmica vermelha.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective of the present work was to characterize two new Clay deposits (A and B) from the south region of Amapá state, aiming to establish their adequate uses as ceramic raw materials and to promote the potential of the ceramic industry in the region. Were prepared specimens by uniaxial pressing, being applied a two phase pressing of 13,4 MPa and 20 MPa, respectively. The samples were dried in an oven at 110ºC, and submitted to burning at 850, 1000 and 1200ºC. Were determined linear firing shrinkage, water absorption, apparent porosity and modulus of flexural modulus of rupture, as well as mineralogical evolution after burning. Finishing, the microstructure of the sintered clay at 1200ºC was evaluated in a scanning electron microscope. The results showed that the clay A presented a better mechanical development, having a red coloration and, therefore, potential to the red ceramic industry. On the other hand, the clay B presented a light color, due to a low content of iron oxide and, therefore, having potential as refractory raw material. In general, one clay is suitable to be used in white ceramic and the other in red ceramic.

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RESUMO O reômetro de torque é um equipamento que reproduz em escala laboratorial o processamento de polímeros. Neste equipamento, a velocidade de rotação dos rotores, temperatura e tempo de processamento são parâmetros predeterminados e impostos ao sistema investigado; avalia-se o torque necessário para a fusão, mistura e homogeneização da amostra. Através do gráfico do torque em função do tempo e do gráfico da temperatura em função do tempo de processamento, cujos valores estão relacionados com as propriedades reológicas, estrutura e massa molar das amostras, é possível obter informações sobre o comportamento dos polímeros em fluxo, ou seja, durante o processamento. Neste trabalho, foi investigado o efeito do polietileno graftizado com ácido acrílico (PEgAA) e do polietileno graftizado com anidrido maléico (PEgMA) no biopolietileno (Bio-PE) e no poli(ε-caprolactona) (PCL) por reometria de torque. Foi verificado que o PEgAA e o PEgMA promoveram aumento no torque dos sistemas Bio-PE/PEgAA, Bio-PE/PEgMA, PCL/PEgAA e PCL/PEgMA, possivelmente resultante de interações e/ou reações químicas ocorridas nesses sistemas poliméricos. Espectros de FTIR evidenciaram possíveis interações e/ou reações químicas entre os grupos funcionais dos polímeros grafitizados e o Bio-PE e o PCL. Valores de torque mais altos foram observados nos sistemas com parâmetros de solubilidade (δ) mais próximos, corroborando com os cálculos propostos por Hansen.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The torque rheometer is equipment that enables to simulate the polymer processing in a laboratory scale. A set of parameters, i.e., rotor speed, temperature and processing time are predefined and imposed to the compounds under analysis. The necessary torque for melting and mixing the compound is measured. Through the plots of torque as a function of time and temperature, which are linked to the rheological properties, microstructure and molar weight of the samples, it is possible to acquire information regarding the flow behavior of polymers, meaning during processing. In this work, the effect of acrylic acid-grafted polyethylene (PEgAA) and maleic anhydride-grafted polyethylene (PEgMA) in bio-polyethylene (Bio-PE) and in poly(ε-caprolactone) (PCL) was performed by torque rheometry. PEgAA and PEgMA increased the torque rheometry values of the polymeric systems under investigation, i.e, Bio-PE/PEgAA, Bio-PE/PEgMA, PCL/PEgAA and PCL/PEgMA, possibly due to chemical interaction and/or reactions occurred during the processing. FTIR spectra presented possible interactions and/or chemical reactions between the functional groups of grafted polymers and Bio-PE and PCL. Higher torques were observed for the systems with similar solubility parameters agreeing with the mathematical calculations provided by Hansen.

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ABSTRACT This work describes the second of a series of studies of the effects of injection molding conditions on the mechanical and thermal properties of Polyamide 6/Glass Fiber/Montmorillonite (PA6/GF/MMT) composites and was motivated by the lack of information about how the processing variables influence on the properties of three-phase composites containing fiber glass. By this time, the effects of the injection molding temperature associated with the fiber glass percentage on the mechanical and thermal properties of the composite are investigated. Some samples were processed, following a statistical experimental factorial planning, varying the mold temperature and the fiber glass percentage and maintaining 5 wt % of the MMT. The samples were submitted to tensile and flexural tests, XRD, SEM and DSC. The studies showed that an increase in the mold temperature and the fiber percentage improves the maximum tensile and flexural stresses. The increased mold temperature slows the cooling rate, which, over time, decreases the degree of crystallinity. However, there is an increase in the intercalation of the polymeric chains and the nanoclay lamellae, and the structure forms with fewer defects.

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ABSTRACT Films of lanthanum strontium manganite, LSM (La0.8Sr0.2MnO3) were deposited on yttria stabilized zirconia (YSZ) substrates by different methods aiming to establish the most suitable route to prepare cathodes for solid oxide fuel cells (SOFC). Samples were obtained by using a solution of lanthanum, strontium and manganese nitrates or a dispersion of the LSM powder in this solution. Both commercial and synthetized LSM powders were used, the last one obtained by amorphous citrate method. The films were deposited by spray pyrolysis on YSZ substrates prepared by uniaxial and isostatic pressing. Samples were characterized by scanning electron microscopy, confocal laser scanning microscopy, X-ray diffraction and two-probe conductivity measurements. The area specific resistance and relaxation to cathodic activation were measured by electrochemical impedance spectroscopy. The substrate obtained by uniaxial pressing and the commercial LSM produced films with the highest amount of surface cracks. The film obtained from the suspension showed area specific resistance and activation energy lower than the other produced from the solution. For both samples, the cathodic activation process resulted in an initial reduction of the total resistance of around 20%, the sample produced from the suspension being more resistant to relaxation. Therefore, the LSM suspension is more suitable than the salts solution for preparing films by spray pyrolysis on YSZ substrates to obtain efficient cathodes for SOFC.

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ABSTRACT Vanadium oxide films amorphous, nonstoichiometric and highly absorbing in the optical region were deposited on ITO-coated glass and on silicon substrates, by the hot-filament metal oxide deposition technique (HFMOD) and oxidized by ex-situ annealing in a furnace at 200, 300, 400 and 500 ºC, under an atmosphere of argon and rarefied oxygen. X-ray diffraction, Raman and Rutherford backscattering spectroscopy as well as optical transmission were employed to characterize the amorphous and annealed films. When annealed at 200 and 300 ºC the as-deposited opaque films become transparent but still amorphous. Under treatments at 400 and 500 ºC a crystalline nonstoichiometric V2O5 structure is formed. All the annealed films became semiconducting, with their optical absorption coefficients changing with the annealing temperature. An optical gap of 2.25 eV was measured for the films annealed at 400 and 500 ºC. The annealing in rarefied oxygen atmosphere proved to be a useful and simple ex-situ method to modulate the structural and optical properties of vanadium oxide films deposited by HFMOD technique. This technique could be applied to other amorphous and non-absorbing oxide films, replacing the conventional and sometimes expensive method of modulate desirable film properties by controlling the film deposition parameters. Even more, the HFMOD technique can be an inexpensive alternative to deposit metal oxide films.

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RESUMO O elevado consumo de recursos não renováveis associado à geração de resíduos sólidos e gasto energético vem incentivando a busca por materiais sustentáveis que possam ser utilizados na construção civil. Os materiais compósitos com fibras vegetais, renováveis e biodegradáveis, surgem como uma alternativa para minimizar o impacto ambiental e tem potencial para a aplicação em elementos construtivos. Para isso, no entanto, é importante a utilização de uma matriz adequada que permita uma distribuição adequada das fibras, evitando o enrolamento das fibras e a incorporação de vazios durante o processo de mistura e lançamento do material em estado fresco. O presente estudo propõe o desenvolvimento de matrizes cimentícias autoadensáveis adequadas para uso em compósitos com alto teor de fibras. Foi utilizado o agregado miúdo reciclado com alto teor de finos, proveniente do beneficiamento de resíduos de concreto, em substituição a 10% e 20% do agregado miúdo natural. Ensaios de mini slump, absorção de água por imersão e capilaridade, retração por secagem e resistência mecânica foram realizados nas matrizes. Compósitos com 4% e 6% de fibras de sisal de 40 mm foram produzidos e avaliados quanto a resistência mecânica. O efeito do agregado reciclado sobre a matriz demonstra um aumento da resistência à compressão, manutenção da absortividade e incremento na porosidade e retração. Com o uso de matrizes autoadensáveis foi possível produzir compósitos homogêneos com até 6% de fibra curta de sisal, minimizando a redução de resistência mecânica pela adição das fibras e, dessa forma, aumento a potencialidade do material para uso estrutural ou não estrutural.

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ABSTRACT The high consumption of non-renewable resources and energy associated with the generation of solid waste has encouraged the search for sustainable materials for civil construction. The composite materials with vegetables fibers, renewable and biodegradable, arise as an alternative to minimize environmental impact and to produce constructive elements. For this, however, it is important to use an appropriate matrix to allow adequate distribution of fibers, avoiding the winding of the fibers and the incorporation of voids during the mixing and casting processes. This study proposes the development of appropriate matrices to development of composites with high content of sisal fibers. Concrete recycled aggregate with high content of fines was used to replace 10% and 20% of the aggregate natural. Water absorption tests, by immersion and capillary, shrinkage test and mechanical strength tests were carried out in matrices. Composites with 4% and 6% sisal fibers (length of 40 mm) were produced and evaluated for mechanical strength. The effect of recycled aggregate on the matrix demonstrates an increase in compressive strength, maintenance of absorptivity and increase of porosity and shrinkage. Using selfcompacting matrices was possible to produce homogeneous composites containing up to 6% short sisal fiber, minimizing the reduction in mechanical strength by the addition of the fibers and thus increasing the capability of the material for structural or non-structural use.

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ABSTRACT The solid oxide fuel cells (SOFC) enable the efficient generation of clean energy, fitting the current requirements of the growing demand for electricity and for the environment preservation. When powered with biogas (from digesters of municipal wastes), the SOFCs also contribute to reduce the environmental impact of these wastes. The most suitable route to produce hydrogen inside SOFC from biogas is through dry reforming but the catalyst is easily deactivated by coke, because of the high amounts of carbon in the stream. A promising way to overcome this drawback is by adding a second metal to nickel-based catalysts. Aiming to obtain active, selective and stable catalysts for biogas dry reforming, solids based on nickel (15%) and copper (5%) supported on aluminum and magnesium oxide were studied in this work. Samples were prepared by impregnating the support with nickel and copper nitrate, followed by calcination at 500, 600 and 800 oC. It was noted that all solids were made of nickel oxide, nickel aluminate and magnesium aluminate but no copper compound was found. The specific surface areas did not changed with calcination temperature but the nickel oxide average particles size increased. The solids reducibility decreased with increasing temperature. All catalysts were active in methane dry reforming, leading to similar conversions but different selectivities to hydrogen and different activities in water gas shift reaction (WGSR). This behavior was assigned to different interactions between nickel and copper, at different calcination temperatures. All catalysts were active in WGSR, decreasing the hydrogen to carbon monoxide molar ratio and producing water. The catalyst calcined at 500 oC was the most promising one, leading to the highest hydrogen yield, besides the advantage of being produced at the lowest calcination temperature, requiring less energy in its preparation.

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ABSTRACT GDC-YSZ bi-layer SOFC electrolytes are an interesting manner to protect GDC electrolytes of the low oxygen partial pressure present at anode-electrolyte interface. This oxygen partial pressure condition and high temperatures during the operation of SOFC permit GDC electrolyte reduction injuring the performance of SOFC. In this work, GDC-YSZ bi-layer electrolytes were prepared using double tape casting technique. Single layers of YSZ and GDC electrolytes were also prepared by the same technique for comparison. All samples were sintered at 1600 °C/2 h in air and analyzed by SEM and impedance spectroscopy technique. A good adhesion was established between the layer GDC and YSZ and no cracks were detected despite the differential firing shrinkage. The electrical conductivity of GDC-YSZ bi-layer sample at 350 °C was 7.98x10-5 S.cm-1 and for GDC and YSZ single layer samples electrical conductivities were 1.89x10-4 S.cm-1 and 4.71x10-5 S.cm-1, respectively. These results show that GDC-YSZ bi-layer electrolyte is superior to YSZ single layer electrolyte.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Electrodes for electrolyte-supported solid oxide fuel cells (SOFC's) were fabricated by spin coating. Strontium-doped lanthanum manganite (LSM) cathode and nickel yttria-stabilized zirconia cermet anodes were synthesized and processed for enhanced deposition conditions. The influence of electrode microstructural parameters was investigated by a systematic experimental procedure aiming at optimized electrochemical performance of single cells. Polarization curves showed a strong dependence on both electrode thickness and sintering temperature. By a systematic control of such parameters, the performance of single cells was significantly enhanced due to decreasing of polarization resistance from 26 Ω cm² to 0.6 Ω cm² at 800°C. The results showed that spin-coated electrodes can be optimized for fast and cost effective fabrication of SOFCs.

Resumo em Português:

RESUMO Os aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que possuem excelente resistência mecânica e elevada resistência à corrosão em meios agressivos, fatores que contribuem para o seu emprego em larga escala nas indústrias de petróleo e de processos químicos. Estas propriedades são garantidas pela sua composição microestrutural com 50 % de fase ferrita e 50% de fase austenita em média, garantida pelas adições de elementos de liga balanceados e pela temperatura de solubilização. Em muitas aplicações o processo de soldagem é utilizado, sendo realizados ciclos térmicos no material durante o processo, que geram modificações microestruturais. Se o processo não for devidamente controlado podem ocorrer severas modificações da microestrutura característica do material e ainda causar precipitação de fases intermetálicas, que são danosas para as propriedades mecânicas e de resistência a corrosão dos AID. Portanto esse trabalho tem como objetivo fazer uma análise da região da ZAC de duas juntas de AID UNS 31803 soldadas pelo processo GMAW. A primeira junta foi soldada de acordo com a norma ISO 13847, onde a temperatura interpasse máxima deve ser de 150ºC, desta forma na (junta A) a temperatura interpasse foi mantida abaixo de 150ºC. Na segunda junta os passes foram executados de forma simultânea sem tempo para resfriamento entre os passes, sendo que a temperatura interpasse se manteve entre 250ºC - 300ºC (junta B), conforme registrado com termômetro de contato. Como resultado, observou-se na junta B uma ZAC mais extensa e presença de fases intermetálicas com maior tamanho quando comparado à junta A. Na realização da contagem de fases ferrita/austenita junto a zona afetada pelo calor (ZAC), foram encontrados para ambas as condições de soldagem uma porcentagem das fases semelhante, apresentando uma queda no percentual de austenita próxima a 10% em comparação com o material base.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Duplex stainless steel (DSS) are materials with high mechanical strength and corrosion resistance in aggressive environments, the main requirements in chemical and petrochemical industry. These properties are assigned to its microstructural composition, which is around 50% ferrite and 50% austenite, based on balanced alloying elements and solubilization temperature. Generally, welding DSS applications involve thermal cycles, causing microstructure transformations. Therefore, welding processes must be properly controlled in order to reduce the occurrence of severe microstructural changes, as intermetallic phases, harmful to mechanical properties and corrosion resistance. The aim of this paper is to analyze a Heat Affected Zone (HAZ) on two DSS UNS 31803 welded joints resultant from GMAW process. The first one was welded according to standard ISO 13847, with inter-pass temperature up to 150ºC (joint A). The second one was welded through simultaneous passes, without cooling time, and inter-pass temperature range of 250ºC-300ºC (joint B), measured with contact thermometer. HAZ and intermetallic phases were larger in joint B than in joint A. Phase counting ferrite/austenite (δ/γ) was carried out in the HAZ, and detected similar percentage for both welded conditions, comparing these results with base metal composition, there is a 10% reduction in austenite phase.