Resumo em Inglês:
The process used to obtain foils of more and more thin thickness and coat them on artefacts varied during centuries. It started from thick foils of the first ages mechanically assembled and evolved until the rolled and beaten leaves, a few hundred nanometres thick. This paper will develop, through examples taken from laboratory studies on museum objects, the main evolution steps of gold leaf forming. It will discuss the present knowledge about processes used by hand-workers of different origins and periods: antic Egypt, Roman Empire, western and oriental Middle-Age, South America, modern Europe. A recent mechanical modelling work about gold forming by beating will be exposed. Then will be described, still through recent examples, some of the non-destructive and destructive laboratory methods used to characterise ancient and modern gildings, their composition, thickness and adhesion modes. The different coating process will be discussed, owing to the presently available knowledge. These depend on the substrate nature and the possible necessity to treat its surface before and during the gilding process. Such treatment varies from the "white preparation" found on antic Egyptian artefacts and also on wooden decoration of baroque Brazilian churches, to "oil gilding" used for the recent restoration of the Invalides roof in Paris. It may also include a high temperature firing, as for gilding with powder issued from leaf grinding on Middle-Age Syria glass. The paper will end with a listing of the numerous research perspectives open for the presently poorly developed study of the adhesion mechanisms between gold leaf and its substrate, to understand fully the gilding process.Resumo em Português:
Nas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade. Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso.Resumo em Inglês:
Advanced ceramics have been extensively used in applications in industry in the last two decades because of their properties of high resistance to wear and hardness. Nevertheless, the finishing process highly increases the cost of pieces and components. The finishing process is, in most cases, grinding, the only viable process that produces high quality surfaces and guarantees geometric precision. In this context, companies are seeking to optimize the grinding process by, for example, reducing the usage and flow of cutting fluid, which also helps to achieve global environmental preservation requirements. Thus this project sought to exploit the technique of Minimum Quantity of Lubrication of the external cylindrical grinding in ceramics with diamond wheels. The project used two methods of cooling, the conventional and MQL, with three feed velocity in each case. We used a conventional nozzle, a mouthpiece for the MQL the latter having a uniform output of the jet. Variables were analyzed as the output acoustic emission, G relationship, surface condition by scanning electron microscopy (SEM), roughness and circularity. Even though the conventional cooling still achieves better results in some aspects, in comparison with the MQL method, the latest is able to attend the requirements for many applications, especially with lower feed velocities. Furthermore, the MQL method brings environmental benefits, due to its lower consumption, and thus disposal, of cutting fluids.Resumo em Português:
O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta biológica do tecido subcutâneo de camundongos à implantação de um novo biovidro à base de óxido de nióbio e óxido fosforoso. A morfologia do material foi analisada por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV/EDX) e a resposta tecidual foi avaliada após implantação de 30mg do biovidro no tecido subcutâneo da região dorsal de camundongos Balb/c (n=15), segundo ISO 10993-6. Após o período de 1, 3 e 9 semanas, os animais foram sacrificados e as necrópsias fixadas em formol tamponado pH 7,2 e submetidas ao processamento clássico para inclusão em parafina. Contudo, nenhum processo convencional de desmineralização de ossos e biomateriais cerâmicos foi capaz de desmineralizar o material. Alternativamente, o material obtido foi reprocessado e incluído em resina para corte em micrótomo de impacto. O estudo histopatológico considerou para análise: reação inflamatória (intensidade de células polimorfonucleares, mononucleares e células gigantes multinucledas das do tipo corpo estranho) e processo de reparo (tecido de granulação e fibrose). A análise do biomaterial no MEV/EDS demonstrou partículas irregulares com ampla variação dimensional e presença de nióbio, fósforo, cálcio, carbono e oxigênio. A análise histológica mostrou moderado infiltrado inflamatório composto de células mononucleares na semana 1, a qual desapareceu nos períodos subsequentes. Após 3 e 9 semanas, vasos sanguíneos foram observados com presença discreta de células gigantes multinucleadas tipo corpo estranho contendo partículas de biovidro de nióbio. Mesmo após 9 semanas, não se observou presença de cápsula fibrosa ao redor do material. Em nenhum momento, verificaram-se focos de necrose nem sinais de degradação das partículas. Baseado nestes resultados preliminares foi possível concluir que o material testado é biocompatível e não-bioabsorvível. A comparação deste biovidro contendo nióbio, especialmente implantado intra-ósseo, permitirá avaliar seu real potencial uso como enxerto ósseo.Resumo em Inglês:
The aim of this study was to evaluate the biological response to the implantation of a new biocompatible glass based on niobium oxide and phosphorus oxide. Scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy evaluated the morphology of the material (SEM/EDS) and the tissue response was evaluated by implantation of 30mg of biocompatible glass on subcutaneous tissue of Balb/c mice (n=15) as ISO 10993-6. After the period of 1, 3 and 9 weeks, the animals were killed and the necropsies were fixed in buffered formalin pH 7.2 and processed for inclusion in paraffin after demineralization step in Allkymia solution; however, no demineralization conventional procedure for bone and ceramics biomaterials was sufficient to decompose the material. Alternatively, the material was processed for inclusion in resin for being cut by high impact microtome. The histopathological study considered inflammatory reaction (intensity of polymorphonuclear, mononuclear and giant multinuclear foreign body cells) and repair process (granulation tissue and fibrosis) for evaluation. SEM/EDS analysis showed irregular particles with wide size variation and presence of niobium, phosphorus, calcium and oxygen. Despite of the presence artifacts included during the histolopatological processing, microscopic analysis showed moderate inflammatory infiltrate with the presence of mononuclear cells in week 1, that disapeared in the next implantation periods. After 3 and 9 weeks, blood vessels were observed, with discrete presence of foreign body giant multinuclear cells containing particles of niobium biocompatible glass. Even after 9 weeks, no fibrous capsules were observed around the granules of material. Necrosis foci and particles degradation signs were not detected in no one experimental period. Based in these preliminary results, it was possible to conclude that the tested material is biocompatible and not bioabsorbable. The comparison of this biocompatible glass containing niobium, specially grafted into intraosseous sites, will allow the evaluation of its real potential use as bone graft.Resumo em Português:
Vitrocerâmicos são sólidos policristalinos obtidos por meio de um processo controlado de devitrificação de vidros com composição especialmente preparada para este fim. Ultimamente, os materiais vitrocerâmicos têm demonstrado um grande potencial de aplicação em situações onde elevado desempenho mecânico, químico e térmico são requeridos. Assim, diferentes composições a base de cordierita foram fundidas, moídas, compactadas e tratadas termicamente para se obter corpos-de-prova, que foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X, difratometria de raios X, dilatometria óptica e análise térmica diferencial. Os resultados mostraram potencial para diversas aplicações, como na indústria microeletrônica, apresentando características que recomendam a continuidade de estudos.Resumo em Inglês:
Glass-ceramics are polycrystalline solids obtained by a controlled process of devitrification of glasses with composition especially prepared for this purpose. Lately, glass-ceramic materials have demonstrated increasing potential of application in situations where better mechanical, chemical, and thermal performances are required. Furthermore, different compositions based on cordierite have been melted, grounded, compacted, and thermally treated to produce samples that have been characterized by X-ray fluorescence spec-troscopy, X-ray diffractometry, optical dilatometry, and thermal analysis. The results showed a great potential for several applications, such as in the microelectronic industry, with features that motivate the continuity of the present study.Resumo em Português:
O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da adição de talco, um agente nucleante amplamente empregado em formulações de termoplásticos em geral, no comportamento de cristalização e nas propriedades mecânicas de dois poliuretanos termoplásticos (TPUs) de diferentes massas molares. Foram realizadas análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA), dinâmico-mecânica (DMA), além de ensaios mecânicos. Observou-se que a adição de talco aumentou a temperatura de cristalização e a de decomposição média do TPU de maior massa molar média, no entanto, não foi observada mudança para concentrações superiores a 0,5% (m/m). Análises de DMA indicaram um aumento do módulo de armazenamento com a aditivação somente para o TPU de maior massa molar média. Nos ensaios mecânicos, não foi possível observar alterações significativas nas propriedades. O estudo realizado demonstrou a importância do conhecimento do efeito da adição de talco como agente nucleante em compostos de TPU, visando o melhoramento do desempenho destes materiais.Resumo em Inglês:
The aim of this work was to investigate the effect of adding talc, a nucleating agent widely used in general purpose thermoplastic formulations, on the crystallization behavior and the mechanical properties of two thermoplastic polyurethanes (TPUs) of different molecular weight. In this study, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), dynamic-mechanical analysis (DMTA) and mechanical tests were employed. It was observed that the addition of talc increased the crystallization and the decomposition temperature of the highest average molecular weight TPU, although no change was observed at concentrations above 0.5 wt%. DMA analyses showed an increase in storage modulus only for the TPU with the highest average molecular weight. Mechanical testing did not show significant changes in the evaluated properties. The study demonstrated the importance of knowing the particular effects of adding talc as a nucleating agent in TPU compounds, aimed at improving their performance.Resumo em Português:
O objetivo deste trabalho é descrever alterações microestruturais e físicas em filmes finos de sulfeto de cádmio (CdS), decorrentes de um tratamento térmico conduzido em presença de cloreto de cádmio (CdCl2). Para isso, um filme de CdCl2 foi depositado sobre a superfície dos filmes de CdS antes do tratamento. A deposição do filme de CdCl2 e o tratamento térmico foram realizados em um sistema de sublimação em espaço reduzido (CSS). Observou-se que o tratamento conduzido em temperaturas acima de 400 ºC favorece a cristalização dos filmes de CdS. Mudanças na energia de banda proibida dos filmes tratados foram observadas, as quais foram atribuídas a modificações na estrutura cristalina das amostras.Resumo em Inglês:
This work describes microstructural and physical changes in cadmium sulfide (CdS) thin films, resulting from a heat treatment carried out in the presence of CdCl2. This was accomplished by depositing a CdCl2 film on the surface of CdS films, prior to the treatment. The deposition of CdCl2 and the heat treatment were carried out inside a close spaced sublimation system (CSS). The results showed that temperatures above 400 ºC promote crystallization of CdS films. Variations in the bandgap energy were also observed, which were ascribed to the phase transformations that occurred in the films.Resumo em Português:
Em algumas aplicações, a detecção de defeitos não é suficiente para a segurança operacional de componentes e estruturas. Deste modo, as técnicas não destrutivas precisam ser adaptadas para a análise do estado de tensões atuantes no componente. Este trabalho apresenta os esforços despendidos no desenvolvimento de sistemas não destrutivos de análise de tensões, voltados para o monitoramento do estado de tensões atuantes em arames da armadura de tração de Risers flexíveis utilizados para o transporte de petróleo e seus derivados. Combinando técnicas como a Análise Harmônica do Campo Magnético Tangencial, Análise Incremental da Permeabilidade Magnética e Análise Multi-freqüência das Correntes Parasitas os resultados mostraram boa correlação entre os carregamentos aplicados e as medidas micromagnéticas, mostrando a grande aplicabilidade das técnicas magnéticas para a caracterização de materiais de engenharia.Resumo em Inglês:
In some applications, the detection of defects is not enough for safety control. In these situations, non-destructive techniques must be adapted for stress analysis. This work presents the development of a micromagnetic stress analysis method, using a combination of the harmonic analysis of the tangential magnetic field, the incremental permeability and multi frequency eddy current methods, to be applied for the stress measurements of flexible riser tensile armours. The results showed high correlations between the micromagnetic results and the applied load stress, even in the presence of a lift off layer. This work illustrates the good potential of micromagnetic techniques for the stress characterization.Resumo em Português:
Reforçar estruturas é uma prática que demanda conhecimento do sistema de reforço e do comportamento da estrutura interferida. A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, em detrimento à troca das peças de um arranjo estrutural, exigiu da construção civil a procura por métodos eficientes e confiáveis. Dentre esses métodos tem se destacado o uso de fibras, sendo as de carbono, vidro e aramida as mais pesquisadas e utilizadas. Nesta pesquisa avaliou-se a associação da fibra de vidro e de carbono à madeira de Eucalyptus grandis in natura e autoclavada com o uso do adesivo epóxi, objetivando analisar a viabilidade técnica desse tipo de combinação no reforço de estruturas de madeira por meio da interpretação dos resultados de ensaios de tração e modos de ruptura. Definidas as variáveis, procederam-se os ensaios de tração direta nas amostras. Os resultados apontaram uma superioridade da fibra de carbono em relação às fibras de vidro quanto à tensão de ruptura. Com a aplicação da fibra de carbono em corpos de prova fraturados, obteve-se uma recuperação de 90% da resistência em comparação aos corpos de prova sem fraturas. Em relação ao substrato, de um modo geral, as madeiras de Eucalyptus in natura e autoclavada não apresentaram diferenças significas no desempenho quanto à aderência da resina epóxi.Resumo em Inglês:
The practice of structural strengthening demands knowledge about which methods can be used, as well as the behavior among evaluated materials. In the context of Civil Engineering, reliable methods are required for the recuperation and strengthening of woods structures. The most used fibers to recover historic buildings are carbon, glass and aramid fibers. Thus, the goal of this research was to evaluate the association of carbon and glass fiber with adhesive epoxy in woods as Eucalyptus grandis in natural and autoclaved using tensile tests and failure mode. We studied this kind of combination for strengthening wood structures using direct tensile test. Our results showed that carbon fiber is better than glass fiber considering failure mode. On the other hand, strengthening wood structures with carbon fiber recovered 90% of the tensile strength of the materials. Furthermore, Eucalyptus in natura and autoclaved did not present significant differences on their performances under tensile testing with reference to the adherence of the adhesive epoxy.Resumo em Português:
O objetivo principal deste trabalho é determinar as características físicas e mecânicas dos concretos vibro-compactados a seco para fins estruturais. Foram realizados ensaios para a determinação da área líquida, absorção de água, massa específica, resistência à tração e compressão, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, modo de ruptura à compressão e tenacidade à fratura à tração e compressão. Além disso, procurou-se simular as distribuições das tensões por métodos numéricos computacionais lineares e não-lineares para verificar o nível das tensões, no intuito de reproduzir os resultados experimentais a fim de desenvolver componentes de melhor desempenho para fins estruturais. Pode-se concluir que, pelas análises nas deformações de compressão e tração, ocorreu uma maior dispersão de valores em função da propagação da fissura, em que a variação média do coeficiente de Poisson foi da ordem dos 60% e para o módulo de elasticidade foi de 13%. A resistência à tração característica do concreto vibro-compactado foi 1,91 MPa, calculada para um nível de confiança de 95%. A resistência à tração direta foi 0,58 vezes a resistência à tração na flexão. Nas simulações, o modelo proposto permitiu uma boa aproximação, para a previsão da resistência última, entre os resultados obtidos numericamente e os experimentais. Houve uma aproximação nos valores das deformações laterais do modelo numérico comparado ao experimental até, aproximadamente, 50% da resistência última. Já para as deformações axiais, não se conseguiu reproduzir os resultados experimentais, devido à rigidez medida nos modelos teóricos serem maiores que as experimentais. A mudança de parâmetros, como o módulo de elasticidade no modelo teórico, não produziu uma equivalência entre a tensão última obtida numericamente com a resistência à compressão experimental.Resumo em Inglês:
The aim of this work is to determine the physical and mechanical behavior of vibro-dry concrete for structural purposes. Tests have been made to determine the net area, water absorption, density, axial compression, elasticity modulus, Poisson ratio, failure mode under compression, tenacity under tensile and compression strain. After a sequence of tests made in the laboratory, it was possible to understand the mechanical properties of vibro-dry concrete block for developing new components for structural purpose. Furthermore, the results of a combined experimental program and numerical modeling to evaluate the linear and non-linear behavior of vibro-dry concrete block were done. For compression and tensile strain, it can be concluded from this work that there was an increasing on the dispersion values due to propagation of the failure. The average coefficient variation of Poisson's ratio was around 60% and for the elasticity modulus was 13%. Characteristic tensile strength of the vibro-compacted concrete was 1.91 MPa, calculated for a confidence level of 95%. The direct tensile strength was 0.58 times the flexural strength. The model proposed for numerical simulations gave a better approach between experimental and numerical results to predict the limit of compressive strength of a block. There was a good approach between numerical models and experimental results of lateral strain until 50% of the limit tensile strength. The numerical model was not being able to reproduce the axial strain on experimental results, due to stiffness measurement on the theoretical models being larger than the experimental ones. The changing of elasticity modulus did not produce difference on compressive strength of numerical model.