Scielo RSS <![CDATA[Matéria (Rio de Janeiro)]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=1517-707620120001&lang=en vol. 17 num. 1 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[<b>The hydrogen energy</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Evaluation of fatigue behavior of Al2024T3 alloys bonded with epoxy adhesive</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Ligas de alumínio são extensamente usadas em partes aeronáuticas devido às boas propriedades mecânicas e baixa densidade. Estas partes devem ser unidas para formar conjuntos maiores. Uma junta estrutural é definida como um segmento de estrutura que provê um meio de transferir carga de um elemento estrutural para outro. A maioria das juntas aeronáuticas é mecanicamente fixada com múltiplos prendedores (parafusos ou rebites). Estas juntas apresentam uma alta concentração de tensões ao redor do prendedor, porque a transferência de carga entre elementos da junta acontece em uma fração da área disponível. Por outro lado, as cargas aplicadas em juntas adesivas são distribuídas sobre toda a área colada e reduz os pontos de concentração de tensão. Juntas são a fonte mais comum de falhas estruturais em aeronaves e quase todos os reparos envolvem juntas. Portanto, é importante entender todos os aspectos de projeto e análise de juntas. O objetivo deste trabalho é comparar estaticamente juntas estruturais de ligas de Al2024-T3 em três condições: juntas mecanicamente rebitadas, juntas coladas e uma configuração híbrida rebitada e colada. Foi usada a norma NASM 1312-4 para confecção dos corpos-de-prova. Além disso, foram conduzidos testes de fadiga, sob amplitude de carregamento constante e razão de tensão igual a 0,1 para avaliar a eficiência dos elementos estruturais durante sua vida em serviço. Os resultados mostraram que a configuração híbrida apresenta maior resistência estática e uma vida em fadiga superior à configuração colada.<hr/>Aluminum alloys are widely used in aeronautical parts due to their good mechanical properties and low densities. These parts must be joined together to form larger assemblies. A structural joint is defined as a segment of structure that provides a means of transferring load from one structural member to another. The majority of aircraft joints are mechanically fastened with multiple fasteners. These joints present a high concentration of stresses around the fastener, because the load transfer between elements of the joint has to take place over a fraction of the available area. By contrast, the applied loads in the adhesive joints are distributed over the entire bonded area and reduce points of stress concentration. Joints are the most common source of structural failures in aircraft and almost all repairs involve joints. Therefore, it is important to understand all aspects of joint design and analysis. The aim of the present work was to perform a comparative evaluation of the structural joints of Al2024-T3 alloy in three conditions: mechanically fastened joint, bonded joints and a hybrid conFiguration of bonded-riveted joint. The Standard Test Method for determining strength properties of mechanically fastened sheet metal lap joints (NASM 1312-4) was used in all specimen conFigurations. Besides, fatigue tests were conducted in specimens under constant amplitude loading at a stress ratio of 0.1 to evaluate the efficiency of the structural elements during their service life. The results showed that when metal-to-metal adhesive bond procedures are used with a mechanically fastened technique, the static strength and fatigue life of the joint will increase. <![CDATA[<b>Chemical, physical and mineralogical characterization of Azul Mine manganese lump product</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Os minérios de manganês provenientes da mina do Azul são importante matéria-prima na produção de ferro-ligas de manganês. Visando melhorias no beneficiamento e no processo de fabricação destas ligas, foi realizada a caracterização do produto Granulado da unidade do Azul-VALE/Manganês. Foi obtida uma amostra representativa desta mina e realizada análise granulométrica, onde se verificou a ocorrência de 80% das partículas abaixo de 22,6mm e 50% abaixo de 12,5mm. Considerou-se como granulado a fração menor que 37,5mm e maior que 6,3mm, que é a mais abundante neste minério e comumente destinada às usinas de ferro-ligas. A fração entre 37,5mm e 6,3mm foi amostrada e foram realizadas análises termogravimétrica, química dos elementos majoritários e identificadas as fases minerais presentes. A análise térmica (TG-DTA) identificou perda de massa em torno de 300ºC, 500ºC, 700ºC, 900ºC e 1000ºC associadas à decomposição térmica de algumas fases minerais presentes. Os teores de Mn, Fe e SiO2 foram respectivamente, 47,68; 3,59; e 3,16%. O produto Granulado da unidade do Azul é composto majoritariamente pelos minerais de manganês criptomelana [KMn8O16] e pirolusita [MnO2]. Os constituintes minoritários são todorokita [(Na,Ca,K)2Mn6O12 •3-4.5(H2O)], magnetita[Fe3O4] e gibbsita [Al(OH)3] (A pirolusita, a magnetita e a gibbsita foram identificadas por microscopia óptica).<hr/>The manganese ores from Azul mine are important raw materials for ferro alloys production. For improvements in the manganese ferro alloys production, Azul's lump ore product was characterized. A representative sample from the mine has been obtained and their particle sizes were classified. The size distribution showed that 80% of particles were below 22.6mm and 50% were below 12.5mm. The particles with sizes between 37.5mm and 6.3mm were named lump ore product. The fraction between 37.5mm and 6.3mm was submitted to chemical and mineralogical characterization. The TGA tests showed weight losses in 300ºC, 500ºC, 700ºC, 900ºC and 1000ºC due, mainly, the high manganese oxides decompositions. The Mn, Fe and SiO2 contents were, respectively, 47.68%; 3.59% and 3.16%. Azul's lump product has cryptomelane[KMn8O16] and pyrolusite[MnO2] as main mineralogical constituents. todorokite[(Na,Ca,K)2Mn6 O12•3-4.5(H2O)], magnetite[Fe3O4] and gibbsite[Al(OH)3] appear as minor constituents (Pyrolusite, magnetite e gibbsite were identified by optical microscopy). <![CDATA[<b>Evaluation of PAN/biodegradable polymers blends by calorimetry</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en Blendas de copolímero de poliacrilonitrila (PAN) com polímeros biodegradáveis foram obtidas pelo método convencional da indústria plástica de processamento via extrusão. O processo de produção destes materiais em extrusora convencional era um método que até pouco tempo atrás era inviável de se produzir, devido ao fato do polímero de PAN iniciar um processo de degradação antes de fundir. Porém, foi desenvolvido um processo que consiste na utilização de até 28% em massa de glicerol como plastificante da PAN. O presente trabalho aborda um estudo do comportamento térmico, por meio da técnica de DSC, de um copolímero de PAN na proporção em massa de 94% acrilonitrila (AN) e 6% acetato de vinila (VA) e também deste mesmo copolímero misturado com até 7% em massa dos polímeros biodegradáveis PCL e PHB-HV. Além disso, foi realizado um estudo cinético, por meio do modelo de Kissinger, do evento térmico relacionado à degradação do copolímero de PAN e de suas blendas. O copolímero de PAN-co-VA(6%) apresentou uma energia de ativação de 78 kJ/mol e as blendas com PCL e PHB-HV apresentaram energia de ativação de 79 kJ/mol e 92 kJ/mol, respectivamente.<hr/>Polyacrylonitrile (PAN) copolymer blends with biodegradable polymers were obtained by conventional industrial plastic processing via extrusion. The production process of these materials in conventional extruder was a method that until recently was impossible to produce, due to the fact the PAN polymer initiated a degradation process before melting. However, it was developed a process that uses up to 28%/mass of glycerol as PAN plasticizer. The present work has the aim to study the thermal behavior, by DSC technique, of a PAN copolymer, whose composition was 94%/mass of acrylonitrile (AN) and 6%/mass of vinyl acetate (VA) and also of this copolymer mixed with up to 7%/mass of PCL and PHB-HV biodegradable polymers. In addition to that, a kinetic study was also carried out, by the Kissinger method, of the thermal event related to the degradation of the PAN copolymer and its blends. The PAN-co-VA(6%) copolymer showed an activation energy of about 78 kJ/mol and the PCL and PHB-HV blends showed activation energies of about 79 kJ/mol and 92 kJ/mol, respectively. <![CDATA[<b>Use of statistical techniques to model the flexural strength of ceramic bodies containing granite waste</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en A reciclagem do resíduo da serragem do granito como matéria-prima alternativa em formulações cerâmicas vem sendo muito estudada nos últimos anos. Por outro lado, o uso de ferramentas matemáticas para otimizar o comportamento mecânico de corpos cerâmicos contendo resíduos também vem sendo muito aplicado. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo utilizar técnicas estatísticas aliadas à metodologia de delineamento de mistura para analisar a resistência à flexão de corpos cerâmicos contendo resíduo de granito. Foram estabelecidas composições utilizando um planejamento em rede simplex e foram conformados corpos-de-prova por prensagem uniaxial a 25MPa. Em seguida os corpos de prova foram queimados a 1.000, 1.100 e 1.150 ºC. Foi determinado o módulo de ruptura à flexão dos corpos de prova em ensaio de três pontos. Com base nos resultados pode-se concluir que a metodologia de planejamento experimental associada à superfície de resposta é uma ferramenta que possibilita analisar o módulo de ruptura dos corpos cerâmicos frente a adição de resíduo de granito e por conseguinte desenvolver composições com elevados teores de resíduos sem perdas no seu módulo de ruptura.<hr/>Granite sawing waste recycling as alternative raw material for ceramic formulations has been very much studied in the last years, however it was not observed the use of mathematical tools to understand the mechanical behavior of the ceramic bodies containing waste. Thus, this work used statistical tools associated with the mixture design methodology to model the flexural strength of the ceramic bodies containing granite waste. Compositions were developed using a simplex-lattice design and test samples were obtained by uniaxial pressing. The test samples were fired at 1.000, 1.100 and 1.150ºC and their modulus of rupture was determined in a three point bend test. The results indicated that the statistical design of mixture experiments associated with the response surface is a tool that permits to model the modulus of rupture of the ceramic bodies in relation to the amount of incorporated waste and, consequently, to develop formulations containing high amounts of wastes without the decrease of the modulus of rupture. <![CDATA[<b>Preparation and study of the titanium oxide thin films doped with Tb<sup>3+</sup> and Ce<sup>3+</sup> ions</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this study, we investigated the dependence of the thickness and refractive index of thin films on the withdrawal speed. The films were produced by dip-coating on a glass substrate. The hydrolytic (conventional) sol-gel method was used in the preparation of titanium alkoxide, which were obtained by homogenizing tetraethylorthotitanate stabilized by beta-diketone (2,4-pentanodione) in an alcohol solution. Potential applications, such as active planar waveguides, were evaluated by m-line spectroscopy, electron absorption spectra in the ultraviolet visible region, and photoluminescence. Based on the m-line measurements, the thickness of the films obtained from the homogenized sols were found to be dependent on the withdrawal speed. The thickness range from 400 to 500 nm to the films prepared by withdrawal speed 100 mm/min, 600 to 700nm using 200 mm/min, and 800 to 900 nm to withdrawal speed 300 mm/min. The refractive index is not affected by deposition speed. The photoluminescence of the Tb III ion exhibited lines that were attributed to the transitions characteristic of this ion, i.e., transitions from the 5D4 excited state to the 7F J (J=3,4,5,6) fundamental state. <![CDATA[<b>Evaluation of the cytotoxicity of polyurethane and non-latex orthodontic chain elastics</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Allergy caused by latex proteins has been well documented. Thus, the study of non-latex materials, is necessary. The aim of this study is to evaluate the cytotoxicity of silver-coloured orthodontic chain elastics, of polyurethane and latex-free. Nine chain elastics from different manufactures (3 latex-free and 6 polyurethane) were divided into 9 groups of 10 elastics each: Group UK (Latex-free, 3M Unitek), Group TP (Látex-free, TP Orthodontics), Group AO (Látex-free, American Orthodontics), Group O (Polyurethane, OrthoSource), Group M (Polyurethane, Morelli), Group TD (Polyurethane, Tecnident), Group UD (Polyurethane, Uniden), Group AZ (Polyurethane, Abzil) and Group AK (Polyurethane, Aditek). The cytotoxicity essay was performed using cell cultures (L-929 line cells, mouse fibroblast) that were submitted to the cell viability test with neutral red ("dye-uptake") at 1, 2, 3, 7 and 28 days. Analysis of variance (ANOVA) with multiple comparisons and Tukey's test were employed (p<.05). The results showed no statistically significant differences between Groups UK, TP and AO in all experimental times (p&gt;.05), except between the Groups UK and TP at 28 days (p<.05). There was significant statistically difference (p<.05) between the viability of the cells in the Groups O and TD with the Groups M, AZ, AK at 1 and 2 days. The polyurethane elastics showed lower cell viability in the first 48 hours, with increase on 3rd and 7th day, and viability similar to latex-free elastics at 28 days. It can be concluded that the latex-free chain elastic showed higher cell viability. The OrthoSource and Tecnident trademark showed lower cell viability the initial 48 hours. <![CDATA[<b>Biotransformation of rice husk ash in silica nanoparticles by <i>Fusarium oxysporum</i></b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762012000100008&lng=en&nrm=iso&tlng=en Neste estudo avaliou-se uma rota biológica à temperatura ambiente para a biotransformação da cinza da casca de arroz em nanopartículas de sílica empregando o fungo Fusarium oxysporum. Foram realizados ensaios e monitorou-se a produção de biomassa fúngica, pH e concentração de sílica solúvel em meio de cultura contendo cinza durante 270 h a uma temperatura de 25°C, com uma concentração inicial de biomassa de 0,3 g/L (base úmida) in situ. A cinza antes e após o tratamento foi analisada por espectroscopia de infravermelho IV; MEV e DRX. Os resultados deram indícios que com o processo biológico à temperatura ambiente ocorre uma biotransformação da cinza da casca de arroz, gerando sílica solúvel e cristalina no meio de cultura. Tais resultados indicam a possibilidade da síntese por via biológica de nanomateriais óxidos.<hr/>In this study a biological route at room temperature for the biotransformation of rice husk ash (RHA) in silica nanoparticles using the fungus Fusarium oxysporum was evaluated. Some tests were carried out by monitoring the fungal biomass production, pH, soluble silica on culture medium with rice husk ash and fungi, during 270 h at a 25°C temperature and 0.3 g/L (wet basis) biomass concentration, in situ. The RHA was analyzed before and after processing by SEM and XRD. The results indicated that trhrough a biological process at room temperature a biotransformation of rice husk ash is reached by bioleaching and enzymatic action allowing the synthesis of oxidic nanomaterials.