Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 14, Issue: 3, Published: 2009
  • Materials for the hydrogen economy

    Miranda, Paulo Emílio V. de
  • Incorporation of solid wastes in red ceramics: an updated review

    Vieira, C.M.F.; Monteiro, S.N.

    Abstract in English:

    A review on the fundamentals and technological advances in the incorporation of industrial solid wastes into red ceramics was updated since 1997, when the first overview on this subject was published by Dondi, Marsigli and Fabbri. Other works conducted before this period, but not covered by that overview were also reviewed. Modifications were introduced in the original categories of wastes to permit a wider variety to be considered. In addition to fuel and fluxing wastes, a category of property affecting wastes substituted the originally proposed fly-ash and plasticity reducing/ plastifying wastes categories. In order to be more comprehensive, this updated review considered industrially relevant subdivisions within each category. Accordingly, fuel wastes encompass: oily residues, blast furnace sludge, and paper industry residues. Fluxing wastes encompass: rejects from ornamental rocks, glassy residues and fluxing ashes. Property affecting wastes encompass: grog, water treatment sludge, steel-refining sludge/slag, non-fluxing ashes, mineral processing tails, galvanic sludge, spent catalyst reject, textile slurry, foundry reject sands, tannery sludge and construction and demolition leftovers.
  • Efeitos da agitação mecânica e de adição de refinador de grão na microestrutura e propriedade mecânica de fundidos da liga Al-Sn

    Osório, W. R.; Peixoto, L. C.; Garcia, A.

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste artigo foi avaliar os efeitos da agitação mecânica e de adição de refinador de grão na macro e microestrutura e propriedades mecânicas resultantes de três (03) diferentes procedimentos de fundição utilizando-se de uma liga Al-10%Sn. Os processos de fundição para obtenção das amostras foram: i)fundição por gravidade convencional, ii) fundição por gravidade com agitação mecânica do líquido em resfriamento, iii) fundição por gravidade com adição de refinadores de grão, particularmente adição de 1,5% (em peso) da liga-mãe Al-5%Ti-1%B e iv) fundição por gravidade com adição de refinador de grão e agitação mecânica. Resultados experimentais mostraram que os diferentes procedimentos de fundição propiciaram diferentes valores médios dos tamanhos dos grãos correlacionados com diferentes taxas de resfriamento. Taxas na ordem de 0,60 a 0,75 ºC/s propiciaram microestruturas celulares e taxas na ordem de 1,75 a 2,55 ºC/s resultaram em morfologias dendríticas. Foram avaliados também os níveis de porosidade entre as amostras estudadas. Foram correlacionados os resultados do comportamento mecânico, particularmente, limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento específico com os tamanhos dos grãos, os espaçamentos dendríticos e celulares e os níveis de porosidade resultantes dos três diferentes procedimentos de obtenção das amostras. Conclui-se que o controle da microestrutura do lingote pode ser usado como um método alternativo para produzir componentes fundidos com melhores resultados de propriedades mecânicas e qualidade dos fundidos.

    Abstract in English:

    The aim of this article was to evaluate the effects of mechanical stirring and grain refiner addition in three different Al-10wt%Sn casting alloys on their resulting macro and microstructures and mechanical properties. These samples were obtained by using: i) die casting, ii) casting with mechanical stirring, iii) die casting using grain refiner (master alloy Al-5wt%Ti-1wt%B) and iv) die casting with grain refiner and mechanical stirring. Experimental results presented different mean grain sizes and different cooling rates when different casting procedures were applied. Cellular and dendritic morphologies were observed when ranges of cooling rates of about 0.6 to 0.75 ºC/s and of 1.75 to 2.55 ºC/s were employed, respectively. Porosity levels of all studied alloy samples were also analyzed. Results of the mechanical behavior, particularly, ultimate tensile strength, yield strength and specific elongation were correlated with mean grain sizes, dendritic arm and cellular spacings and porosity levels attained for the three different cast Al-10wt%Sn alloy samples. The control of the resulting microstructure of the as-cast product may be used as an alternative way to produce sound casting alloy components with improvement in the mechanical properties.
  • Propiedades de adsorción en zeolitas con anillos de 8 miembros: I. microporosidad y superficie externa

    Corona, O.L.; Hernández, M.A.; Hernandez, F.; Rojas, F.; Portillo, R.; Lara, V.H.; Carlos, F.M.

    Abstract in Spanish:

    En este trabajo se reporta la síntesis de zeolita LTA y sus posteriores intercambios iónicos con distintas sales inorgánicas. De manera adicional se reportan datos experimentales sobre la estimación del área externa en zeolita LTA intercambiada usando el método t. La caracterización físico-química de estas zeolitas es abordada a través de métodos de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR) y Adsorción de N2 a 76 K. La zeolita LTA fue sintetizada hidrotérmicamente partiendo de una mezcla compuesta por hidróxido de sodio, aluminato de sodio y silicato de sodio en las relaciones estequiométricas requeridas. Posteriormente se le realizó un intercambió iónico con nitrato de plata y sales en forma de cloruros de K, Ca, Cd, Zn, Cu, y Mn. La zeolita intercambiada con cationes bivalentes, presentó mejores propiedades para la adsorción de nitrógeno. Los espectros de rayos X de la zeolita matriz y de aquella intercambiada mostraron buena cristalinidad. La microscopía electrónica de barrido mostró la presencia de un gran número de cristales definidos y biselados. El estudio de caracterización de textura de la zeolita intercambiada con las distintas sales mencionadas mediante la adsorción de nitrógeno a 76 K mostró que es posible obtener substratos de zeolita LTA que desarrollen altas porosidades. La mayoría de los microporos de estos materiales son supermicroporos (huecos entre 0.7 y 2 nm). El valor de la microporosidad determinada por el método α de Sing para la muestra intercambiada con Ca, revela que los microporos contenidos en la zeolita incluyen ultramicroporos y supermicroporos, en los cuales se lleva a cabo el llenado primario y secundario respectivamente.

    Abstract in English:

    In this work synthesis of LTA zeolite and its ionic exchange with inorganic chemical salts were studied. Likewise experimental results are reported about LTA zeolite external surface area by using the t-plot method. Physicochemical characterization of this zeolite was carried out by XRD, SEM, IR and nitrogen adsorption (76 K) techniques. LTA zeolite was synthesized hydrothermally starting from a hydrogel mixture composed by NaOH, Na[Al(OH)4] and Na2SiO4 in stoichiometric amounts determined by its crystallization field. An ion exchange was carried out in LTA zeolite with AgNO3, KCl, CaCl2, CdCl2, ZnCl2, CuCl2 and MnCl2 (0.1 N for all of them). The LTA zeolite exchanged with bivalent cations showed the best properties to nitrogen adsorption. X-Ray diffraction showed good crystallization. Scanning electronic microscopy showed very well defined crystals existence. Textural studies of exchanged zeolite with chemical salts mentioned before by nitrogen adsorption method indicated that it is possible to obtain LTA zeolite substrates which contain high porosity. A great number of micropores of these zeolites are supermicropores (0.7 - 2 nm, pore-diameter). Microporosity studies by α s-plots of Sing was carry out and revealed that in LTA zeolite exchanged with CaCl2 exist ultramicropores and supermicropores in which the primary and secondary filling is carried out respectively
  • Influência do tratamento criogênico na usinabilidade do aço rolamento ABNT 52100 temperado

    Moreira, J.C.; Ávila, R.F.; Gody, G.C.D.; Abrão, A.M.

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do tratamento criogênico sobre a usinabilidade do aço rolamento ABNT 52100 temperado e revenido para uma dureza média entre 64 e 65 HRC. Testes de torneamento contínuo a seco foram realizados com ferramentas de corte de alumina mista. Além da influência do tratamento criogênico, o efeito da velocidade de corte e do avanço sobre a vida da ferramenta e acabamento da superfície usinada foi investigado. Não foram encontradas diferenças significativas entre os valores de microdureza das amostras tratadas criogenicamente por 4 e 24 horas e, de uma maneira geral, a amostra tratada por 24 horas apresentou menor rugosidade e propiciou vida mais longa à ferramenta de corte. Finalmente, os índices Sbi e Sci indicam que o aço ABNT 52100 tratado por criogenia em 24h apresenta notáveis resultados para aplicações de deslizamento e retenção de filmes lubrificantes.

    Abstract in English:

    This paper is focused on the influence of the cryogenic treatment on the machinability of hardened and quenched AISI 52100 bearing steel (average hardness of 64 - 65 HRC) when turning with mixed alumina tools. The effect of cutting speed, feed rate and time for cryogenic treatment on tool life and surface finish was investigated. The microhardness values of the samples were not drastically affected by the duration of the cryogenic treatment. In general, the samples subjected to cryogenic treatment for 24 hours presented lower roughness values and promoted longer tool lives. Additionally, noteworthy values for the Sbi and Sci parameters were obtained after turning the samples treated cryogenically for 24 hours.
  • Impacto do co-monômero hidroxivalerato na cinética de degradação térmica dos poli(3-hidroxialcanoatos)

    Souza, D.; Castillo, T.E.; Rodríguez, R.J.S.

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto que o conteúdo do co-monômero 3-hidroxivalerato exerce na cinética de degradação térmica de copolímeros P3(HB-x%HV). Filmes dos copolímeros, com diferentes conteúdos de co-monômero 3-hidroxivalerato, foram obtidos pela evaporação controlada de solvente, a partir de suas soluções em clorofórmio (1%m/m). Para o estudo termogramétrico (TGA), foram utilizados 10±0,3 mg de cada amostra, panelas de platina e atmosfera de He (100mL/min). O estudo cinético foi realizado em condições isotérmicas e não isotérmicas. Para as duas condições de análise, foi observado que os copoliésteres estudados apresentaram uma etapa de degradação definida em um curto intervalo de tempo. A análise da cinética do processo de degradação térmica, realizado segundo os métodos isoconversionais de Friedman e Ozawa-Wall-Flynn, indica que a energia de ativação envolvida no processo de degradação térmica é dependente da fração de conversão de massa. Tal dependência pode estar relacionada à ocorrência de clivagem de ligações covalentes com diferentes energias de ligação. Outro fator que pode contribuir para este comportamento é a diferença estrutural provocada pelos co-monômeros 3HB e 3HV. Os resultados obtidos indicam a necessidade de um controle na distribuição das unidades de 3HV, com vista a uma maior estabilidade térmica dos copolímeros. O aumento da estabilidade e, assim, da processabilidade destes copolímeros a partir do fundido, amplia as possibilidades de utilização destes poliésteres ambientalmente corretos.

    Abstract in English:

    The aim of this work was to evaluate the impact that the content of the co-3-hydroxyvalerate monomer has on thermal degradation kinetics of P3(HB-x%HV) copolymers. Films of the copolymers with different contents of 3-hydroxyvalerate were obtained by controlled evaporation of solvent from chloroform solution (1% m/m). Thermogravimetry study was carried out in helium atmosphere, platinum pans and sample mass about 10 ± 0.3 mg. The thermal degradation kinetic study was made on isothermal conditions and non-isothermal conditions. For the two conditions of analysis, it was observed that the copolyester studied presented a defined stage of degradation in a short time interval. The analysis of thermal degradation kinetics carried out by the isoconversional methods of Friedman and Ozawa-Flynn-Wall showed that the activation energy for the process of thermal degradation is dependent on the fraction of mass conversion. Such dependence may be related to the occurrence of cleavage of covalent bonds with different bonding energies. Other characteristic could be the structural differences caused by co-monomers 3HB and 3HV. The results obtained indicate the need to control the distribution of 3HV units to improve the thermal stability of the polyesters. Improving the thermal stability, and thus the processability of these copolymers from melt, increases the possibilities of using these environmentally friendly polyesters.
  • Análise morfológica da corrosão por pites em aço inoxidável austenítico AISI 310S submetido à exposição em névoa salina

    Ribeiro, R.B.; Codaro, E.N.; Hein, L.R.O.; Rosa, J.L.; Mariotto, S.F.F.; Meraz, E.A.

    Abstract in Portuguese:

    O artigo teve como objetivo estudar a evolução do crescimento, distribuição e classificação dos pites em aços inoxidáveis austeníticos AISI 310S no estado como recebida e tratado termicamente, submetidos a diferentes tempos de exposição em meio salino. A aplicabilidade deste trabalho baseou-se no desenvolvimento de uma técnica para caracterização morfológica da corrosão localizada, associado com os aspectos de descrição de formas, tamanho, parâmetros específicos e populacionais. A metodologia consistiu nas seguintes etapas: preparação dos corpos de prova, testes de corrosão via névoa salina em diferentes condições, análise microestrutural, análise dos perfis dos pites, processamento digital e análise de imagens, visando caracterizar a distribuição, morfologia e o tamanho dos pites. Os resultados obtidos no processamento digital e análise de imagens dos perfis foram submetidos á análise estatística, utilizando à mediana como parâmetro de avaliação na liga como recebido e tratada. A liga como recebido, exibe a seguinte morfologia: pites hemisféricos> região de transição A> região de transição B> irregulares> cônicos. A quantidade de pites na liga tratada a cada tempo de exposição é: região de transição B> hemisféricos> região de transição A> cônicos> irregulares.

    Abstract in English:

    This paper aims to study evolution of increase, distribution and classification of pits in 310S austenitic stainless steels obtained in the state as-received and heat-treated under different exposure times in saline. This work applicability has been based on a technique development for morphologic characterization of localized corrosion associated with description aspects of shapes, size and population-specific parameters. Methodology has been consisted in the following steps: specimens preparation, corrosion tests via salt spray in different conditions, microstructural analysis, pits profiles analysis and images analysis, digital processing and image analysis in order to characterize the pits distribution, morphology and size. Results obtained in digital processing and profiles image analysis have been subjected to statistical analysis using median as parameter in the alloy as received and treated.The alloy as received displays the following morphology: hemispheric pits> transition region A> transition region B> irregular> conic. The pits amount in the treated alloy at each exposure time is: transition region B> hemispherical> transition region A> conic> irregular.
  • Comparação entre difração de raios X e "método do furo cego" para medição de tensões residuais em barras cilíndricas

    Rocha, A.S.; Nunes, R.M; Hirsch, T.K.

    Abstract in Portuguese:

    As tensões residuais na superfície e subsuperfície de componentes mecânicos, durante sua manufatura e em serviço, podem afetar o desempenho e representar um importante potencial aos seus desvios de forma e dimensão. Estas tensões residuais também representam um dos principais potenciais para distorções (isto é, empenamentos e mudanças dimensionais) em componentes mecânicos durante a manufatura. Por isso são de grande importância a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura. Neste trabalho, foram realizadas comparações entre os resultados de medições de tensões residuais pelos métodos de difração de raios X (XRD) e Furo cego (Hole-drilling). Foram realizadas análises da variação das tensões residuais decorrentes do processo de fabricação de barras cilíndricas de aço AISI 1045. As barras foram analisadas com diferentes níveis de tensões residuais. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais na direção longitudinal para cada ponto ensaiado. Com este trabalho, foi obtida uma comparação do desenvolvimento de tensões residuais na região superficial até uma profundidade de 1mm de barras cilíndricas.

    Abstract in English:

    The residual stresses in the surface and subsurface of mechanical components during the manufacturing process can affect the behavior and represent a significant potential for deviations in shape and size. These residual stresses also represent one of the main potentials for the distortion (which are bending and dimensional changes) in mechanical components during the manufacture. Therefore, the determination of the distribution and the control of these residual stresses in each stage of the manufacturing process is of great importance. In this work, analysis of the variation of the residual stresses were accomplished in cold-drawed bars of AISI 1045 steel due to the manufacturing process. The bars were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and hole-drilling (H.D) to characterize the residual stresses. Starting from the values of strains obtained, the longitudinal residual stresses were calculated for each tested point. With this work, a detailed view of the development of stress in the surface to a depth of 1mm of bars after the process steps was obtained.
  • Growth and characterization of ZnO cross-like structures by hydrothermal method

    Lopez-Romero, S.

    Abstract in English:

    ZnO cross-like structures has been synthesized by a cetyltrimethylammonioum hydroxide (CTAOH)-assisted hydrothermal method at low temperature (60ºC) as a function of the CTAOH concentration. The structure and morphology of the structures ZnO cross-like were studied by means of x-ray diffraction (XRD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and scanning electron microscopy (SEM).
  • Modelo para estimar a penetração de cloretos em concreto com perfil formando pico: verificação da sua precisão

    Guimarães, A.T.C.; Helene, P.R.L.

    Abstract in Portuguese:

    Ataque de cloretos em ambiente marítimo ou em estruturas que são usados sais de degelo nem sempre apresentam perfis com teores diminuindo da superfície externa para o interior do concreto. Alguns perfis apresentam um aumento no teor de cloretos da superfície externa até uma determinada profundidade, diminuindo deste ponto até camadas mais profundas, formando pico. Este tipo de perfil deve ter tratamento diferente do modelo tradicional da segunda lei de Fick, obtendo modelos de estimativa de vida útil mais precisos. Modelo previamente proposto por GUIMARÃES e HELENE estima a penetração de íons cloreto ao longo do tempo para perfis formando pico. Para comprovar a eficiência deste modelo é necessário observar o comportamento do perfil de cloretos com pico de uma mesma estrutura ao longo do tempo. Com este objetivo foram obtidos dois perfis de cloretos de uma mesma estrutura em idades diferentes, 22 anos e 27 anos. Sobre o perfil obtido na idade de 22 anos foram estimados perfis para a idade de 27 anos através de três modelos: a) modelo tradicional considerando a segunda lei de Fick, extrapolando o valor de C S; b) modelo tradicional considerando a segunda lei de Fick, deslocando o eixo do x para a profundidade do pico e c) modelo proposto por GUIMARÃES e HELENE. Os resultados são comparados com o perfil medido na idade de 27 anos, sendo os resultados analisados. O modelo apresentou uma boa precisão, sendo que deve ser aferido em outras estruturas em uso.

    Abstract in English:

    Chloride attack in marine environments or in structures where deicing salts are used will not always show profiles with concentrations that decrease from the external surface to the interior of the concrete. Some profiles show an increase in chloride concentrations from when a peak is formed. This type of profile must be analyzed in a different way from the traditional model of Fick's second law to generate more precise service life models. A model for forecasting the penetration of chloride ions as a function of time for profiles having formed a peak. To confirm the efficiency of this model, it is necessary to observe the behavior of a chloride profile with peak in a specific structure over a period of time. To achieve this, two chloride profiles with different ages (22 and 27 years) were extracted from the same structure. The profile obtained from the 22-year sample was used to estimate the chloride profile at 27 years using three models: a) the traditional model using Fick's second law and extrapolating the value of C S - external surface chloride concentration; b) the traditional model using Fick's second law and shifting the x-axis to the peak depth; c) the previously proposed model. The results from these models were compared with the actual profile measured in the 27-year sample and the results were analyzed. The model was presented with good precision for this study of case, requiring to be tested with other structures in use.
  • Magnetic properties and retained austenite quantification in SAE 4340 steel

    Ajus, C.; Tavares, S.S.M.; Silva, M.R.; Corte, R.R.A.

    Abstract in English:

    Magnetic properties (coercive force and saturation magnetization) of SAE 4340 steel, heat treated in different ways, were measured in a Vibrating Sample Magnetometer. Four soaking temperatures were investigated: 860°C, 960°C, 1060°C and 1160°C. The oil-quenched samples were tempered at different temperatures between the range of 200°C and 650°C. The increase of the soaking temperature promotes the decrease of the saturation magnetization, which is mainly due to the retained austenite in the steel. This austenite transforms into bainite during tempering between 200°C and 300°C. The saturation magnetization measurements were used to quantify the amount of retained austenite in the different samples. The coercive force of the steel varied from 115.0 Oe (9151.7 A/m) to 133.0 Oe (10584.1 A/m), depending on the heat treatment condition.
  • Investigação dos principais processos de corrosão em estações de energia elétrica do Estado do RS

    Rieder, E.S.; Brusamarello, V.; Bianchi, A.L; Balbinot, A.

    Abstract in Portuguese:

    Este estudo investigou os principais agentes de corrosão em quatro subestações de energia elétrica do estado do Rio Grande do Sul, três no litoral e uma em Porto Alegre. O objetivo foi determinar as taxas de corrosão de vários materiais metálicos expostos aos agentes agressivos existentes no ambiente das subestações. Foram desenvolvidos experimentos de perda de massa dos materiais expostos em tempo real nas subestações, monitoramento de potencial do solo, determinação da composição química e resistividade do solo, e análise micrográfica e química dos materiais após exposição no sítio de trabalho. Os ensaios de perda de massa foram realizados seguindo as normas ISO (International Organization of Standardization) 8407, 8565 e 9223 a 9227. A resistividade do solo foi determinada pelo método Wenner e as micrografias e constituição química dos produtos de corrosão por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, respectivamente. Resultados mostraram significativa alteração nas massas do aço e do cobre, principalmente nas subestações litorâneas. Embora os agentes corrosivos existam no solo, as altas taxas de corrosão no litoral estão fortemente associadas à maresia. Já para o zinco e o aço galvanizado, a corrosão foi mais expressiva em Porto Alegre, região urbana sem presença de maresia. Os solos de todas as subestações estudadas apresentaram alta resistividade, o que implica em baixa agressividade destes aos materiais metálicos. Com estas conclusões, fica evidente que os procedimentos e precauções em relação à corrosão dos componentes metálicos das subestações expostas a condições extremas de agressividade, como em presença de íons cloreto e particulados sólidos, não podem ser os mesmos que os adotados para os ambientes livres destes componentes.

    Abstract in English:

    This study investigated the main corrosion agents in four electric energy station in the state of Rio Grande do Sul, three on the coast and one in Porto Alegre (capital of Rio Grande do Sul). The objective was to determine the corrosion rates of various metallic materials exposed to the aggressive agents present in the stations atmosphere. Loss mass experiments of the materials exposed in real time in the electric stations, soil potential monitoring, soil resistivity measurement, soil chemical analysis, and micrographic and chemical analysis of the materials after exposure in the study sites were performed. The loss mass experiments were performed using the International Organization of Standardization, ISO, 8407, 8565 e 9223 a 9227. The soil resistivity was determined using the Wenner method and the micrographs and chemical analysis of the corrosion products were obtained using scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy, respectively. Results showed significant change in the mass of steel and cooper, mainly in the stations located on the coast. Although the corrosive agents are present in the soil, the high corrosion rates on the coast were strongly associated with the marine atmosphere. All station soils presented high resistivity, which implies low aggressiveness to metallic materials. With these conclusions, it is evident that the procedures and precautions related to corrosion of the metallic components exposed to conditions of extreme aggressiveness, such as those in the presence of chloride ions and solid particulates, cannot be the same as the ones used for the atmospheres free of these components.
  • Influência da temperatura de calcinação na resistência à corrosão do eletrodo de Ti/SnO2-Sb para eletrooxidação de fenóis em meio de cloreto

    Santos, I.D.; Afonso, J.C.; Dutra, A.J.B.

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho foi investigada a eficiência e a resistência à corrosão do eletrodo de Ti/SnO2 dopado com Sb, preparado pelo método Pechini, para oxidação de fenol em meio de cloreto. Os resultados mostraram que sua resistência à corrosão depende da temperatura de calcinação, da morfologia do revestimento e do controle do pH durante a eletrólise. Após 60 min de eletrólise em solução 0,34 mol.L-1 de NaCl na presença de 100 mg.L-1 de fenol a uma densidade de corrente fixa de 10 mA.cm-2, com pH controlado entre 7 e 9, as micrografias de MEV mostraram que apenas o eletrodo calcinado 600ºC não sofreu corrosão. Uma redução de 90% da absorbância do fenol (269,5 nm) foi obtida após 60 min de eletrólise a uma densidade de corrente fixa de 10 mA.cm-2 usando o eletrodo calcinado a 600ºC.

    Abstract in English:

    In this paper the influence of calcination temperature on the corrosion resistance of a Ti/SnO2-Sb electrode, prepared according to Pechini's method, and its efficiency for phenol oxidation in chloride medium was investigated. The results showed that the corrosion resistance depends on calcination temperature, coating structure and pH control during the electrolysis. After 60 min of electrolysis of a 0.34 mol·L-1 NaCl solution containing 100 mg·L-1 phenol, at 10 mA·cm-2, keeping pH between 7 and 9, only the electrode calcined at 600ºC remained unchanged. A reduction of 90% of the phenol absorbance band (269.5 nm) was achieved after 60 min of electrolysis, at 10 mA·cm-2, with the Ti/SnO2-Sb electrode calcined at 600ºC.
  • Influência de colorantes na degradação termo-oxidativa do policarbonato

    Saron, C.; Felisberti, M.I.

    Abstract in Portuguese:

    Corantes e pigmentos são incorporados aos polímeros principalmente para melhorar suas propriedades estéticas. Porém, estes aditivos podem afetar a estabilidade térmica e fotoquímica do material. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de diferentes classes de colorantes sobre a estabilidade termo-oxidativa do policarbonato (PC), empregando os pigmentos à base de diazo de condensação e vanadato de bismuto e os corantes do tipo antraquinona e ftalocianina de cobre. Para tanto, foram realizados ensaios termogravimétricos no modo dinâmico em diferentes taxas de aquecimento e avaliadas as taxas de conversão, determinadas pela derivação das curvas termogravimétricas, e as energias de ativação, determinadas segundo o método de FLYNN e WALL. A análise da taxa de conversão revelou que a decomposição do PC contendo ou não colorantes ocorre em três etapas principais, porém a velocidade nestas etapas para o PC com colorantes é, na maioria dos casos estudados, superior à taxa de decomposição do PC puro. Isto indica que os colorantes estudados aceleram a degradação do PC. Entretanto, a energia de ativação calculada segundo o método de FLYNN e WALL não apresentou a mesma tendência observada nos resultados obtidos a partir das taxas de decomposição, sugerindo que a decomposição do PC não deve ser regida por uma cinética de primeira ordem, conforme se baseia o modelo de FLYNN e WALL.

    Abstract in English:

    Dyes and pigments are additives used in polymer systems to change the original coloration of the material. However, the thermal and photochemical stability of the polymer is frequently affected with the incorporation of these additives. The aim of this work was to study the influence of different colorant types (bismuth vanadate pigment, condensation diazo pigment, Cu-phthalocyanine dye and anthraquinone dye) on the thermo-oxidative stability of polycarbonate. Dynamic thermogravimetric analysis at different heating rate were carried out to evaluate the decomposition behavior of the material and to calculate the activation energy related to the decomposition process according to the FLYNN and WALL method. The curves of conversion rate showed that the polycarbonate with or without colorants present three steps of thermal decomposition, however the decomposition rate in theses steps for polycarbonate containing colorants is almost always higher than in polycarbonate without colorants. This indicates that the colorants accelerate the polycarbonate decomposition. On the other hand, the activation energy did not present the same behavior found to curves of conversion rate, suggesting that the decomposition reaction of polycarbonate does not follow a first order kinetic such as is based the FLYNN and WALL method.
  • Argamassa geopolimérica: estudo da degradação por sulfato de sódio e ácido sulfúrico

    Mauri, J.; Dias, D.P.; Cordeiro, G.C.; Dias, A.A.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho tem por objetivo avaliar a durabilidade de uma argamassa geopolimérica exposta a ambientes altamente agressivos compostos por sulfato de sódio e ácido sulfúrico em soluções com 10% e 5% de concentração, respectivamente. A argamassa foi constituída de metacaulim, cimento Portland, hidróxido de potássio e silicato de sódio alcalino. As propriedades avaliadas foram: resistência à compressão axial e características microestruturais. A microestrutura da pasta geopolimérica foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura e por análise termodiferencial. Os resultados indicaram que o metacaulim utilizado não possuiu propriedades satisfatórias para fins de geopolimerização, comprometendo de sobremaneira a resistência mecânica da argamassa submetida aos dois ambientes agressivos.

    Abstract in English:

    This work aims to evaluate the durability of a geopolymer mortar in contact with highly aggressive environments by sodium sulfate and sulfuric acid, in solutions with 10wt% and 5wt% of concentration, respectively. The mortar was made with metakaolin, Portland cement, potassium hydroxide and alkaline sodium silicate. The evaluated properties were: axial compressive strength and microstructural characteristics. The microstructure of the geopolymer paste was observed by scanning electron microscopy and thermodiferential analysis. The results indicated that the metakaolin did not have adequate properties for the geopolymerization, causing deleterious effects on the mechanical strength of the mortars which are submitted to both aggressive environments.
  • Concretos produzidos com resíduos do beneficiamento de ágata: avaliação da resistência à compressão e do consumo de cimento

    Betat, E.F.; Pereira, F.M.; Verney, J.C.K. de

    Abstract in Portuguese:

    No Estado do Rio Grande do Sul, os processos produtivos de beneficiamento de pedras semi-preciosas, como a ágata, geram resíduos que demandam soluções quanto ao destino do passivo acumulado no processo. A utilização de resíduos e subprodutos industriais na Construção Civil apresenta-se como uma excelente alternativa para diminuição do impacto ambiental e contribuição para o desenvolvimento sustentável. O presente trabalho avalia a influência da utilização do resíduo de ágata como agregado graúdo na resistência à compressão e no consumo de cimento de concretos produzidos com diferentes proporcionamentos e teores de agregado reciclado. Para a produção dos concretos foram utilizados os traços 1:3,5; 1:5,0 e 1:6,5, com três teores de substituição do agregado graúdo natural pelo agregado graúdo reciclado: 25%, 50% e 75%. Com os resultados de resistência à compressão foram obtidos diagramas de dosagem para cada teor de agregado reciclado e determinados os consumos de cimento para concretos com diferentes níveis de resistências. A análise dos resultados permitiu concluir que a utilização do resíduo de ágata em concretos pode ser viável, sendo o teor de 50% de substituição o que apresentou melhor desempenho.

    Abstract in English:

    In the State of Rio Grande do Sul, the productive processes of semiprecious stones beneficiation such as agate produces wastes that demand a solution for the destination of the liabilities accumulated in the process. The use of waste and industrial by-products in the Civil Construction presents an excellent alternative to reduce the environmental impact and contributes for the sustainable development. This paper evaluates the influence of the use of agate waste as coarse aggregate in the compressive strength and the cement content for concrete produced with different mixes and recycled aggregate proportioning. For concrete production the mixes 1:3,5; 1:5,0 and 1:6,5 have been used, each one with three different recycled aggregate content: 25%, 50% and 75%. From the results of compressive strength test, diagrams for each recycled aggregate and cement content for different levels of compressive strength have been obtained. The analysis of the results showed that the use of agate waste in concrete is viable, and a 50% of recycled aggregate content presented the best performance.
  • Microstructural changes in SAF 2507 superduplex stainless steel produced by thermal cycle

    Villalobos, D.; Albiter, A.; Maldonado, C.

    Abstract in English:

    This research work studies the microstructural changes in SAF 2507 superduplex stainless steel after thermal cycle in the range from 200 to 900°C for 20 minutes. The results showed there is no microstructural change in the temperature range of 200-700°C. However, over 800°C the sigma phase precipitates; the percentage of this phase increases with temperature. Sigma phase precipitates at the boundaries of δ/δ and δ/γ. The experimental results also showed precipitation of small particles of sigma phase at 900°C all over the microstructure showing the initial stages of formation.
  • Estudo inicial da degradação "in vivo" de poli(L-co-D,L ácido lático), sintetizado em laboratório, aplicado como prótese tibial em coelhos

    Motta, A.C.; Duek, E.A.R.

    Abstract in Portuguese:

    O copolímero poli(L-co-D,L ácido lático), PLDLA, tem ganhado destaque no campo das próteses temporárias, em virtude de seu tempo de degradação ser bastante compatível com o requisitado no caso de fraturas ósseas. Neste trabalho estudou-se a degradação in vivo de dispositivos do copolímero PLDLA, na forma de um sistema de placas e parafusos, empregado na fixação interna da tíbia de coelhos. Os dispositivos foram implantados em 15 coelhos adultos, albinos, da raça Nova Zelândia. Foram utilizados como controle dispositivos a base de ligas de titânio. (Ti-6Al-4V/Grau V) A aplicação de copolímeros do poli (L-co-D, lácido lático), sintetizado em laboratório, foi testada no reparo de fratura em tíbias de coelhos, sendo avaliado nos seguintes tempos: 2 semanas, 2 meses e 3 meses. A análise morfológica do tecido circunjacente ao sistema placa e parafuso PLDLA, referente a 2 semanas do implante, mostra a presença de osteoblastos, indicando uma pré formação óssea. Após 2 meses verifica-se neoformação óssea na região em contato com o polímero. Esse crescimento ósseo ocorre simultaneamente ao processo de degradação do PLDLA, invadindo a região onde havia o polímero e após 3 meses verifica-se uma intensa degradação do copolímero PLDLA e conseqüentemente uma maior invasão tecidual comparado a 2 meses, sendo caracterizado uma formação óssea na região em que o polímero degradou. O estudo da degradação "in vivo" dos dispositivos de PLDLA, por meio das avaliações histológicas durante o período de consolidação da fratura, mostrou a eficiência deste sistema placa e parafuso, sendo possível verificar formação de tecido ósseo no local do implante, sem a presença de reação inflamatória.

    Abstract in English:

    The copolymer poly (L-co-D,L lactic acid), PLDLA, has gained prominence in the field of temporary prostheses due to the fact that their time of degradation is quite compatible with the requirement in the case of osseous fracture. In this work the in vivo degradation of devices from copolymer, as a system of plates and screws, used in fixation of the tibia of rabbits was studied. The devices were implanted in 15 adult rabbits, albinos, New Zealand race, and they were used as control devices of alloys of titanium (Ti-6Al-4V/ V grade). The use of copolymers, synthesized in the laboratory, was tested in the repair of fracture in rabbits'tibias, being assessed in the following times: 2 weeks, 2 months and 3 months. Morphological analysis of tissue surrounding the plate and screw system, for 2 weeks of implantation, showed the presence of osteoblasts, indicating a pre bone formation. After 2 months there was new bone formation in the region in contact with the polymer. This bone growth occurred simultaneously with the process of PLDLA degradation, invading the region where there was polymer and after 3 months there was an intense degradation of the copolymer and hence greater tissue invasion compared to 2 months which characterized bone formation in a region where the polymer degraded. The in vivo degradation study of the devices for PLDLA by means of histological evaluations during the period of consolidation of the fracture showed the efficiency of plate and screw system, and it was possible to check formation of bone tissue at the implantation site, without the presence of inflammatory reaction
  • Eletrólitos de céria dopada com Gd2O3 para pilhas a combustível de óxido sólido

    Crochemore, G.B.; Souza, D.P.F.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho investigou a condutividade elétrica e a microestrutura de amostras com composições Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 e 15%em mol) preparadas com CeO2 com 99,9% pureza. A sinterização de corpos de prova obtidos por prensagem isostática foi realizada ao ar a 1450 ºC por 2 e 10 horas de patamar e a 1500 ºC por 8 horas de patamar. Amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância entre 200-600ºC e na faixa de freqüência 5Hz-13MHz. A sinterização ocorreu via fase líquida e amostras sinterizadas a 1450 °C com 10 h apresentaram densidade superior a 97 %. A maior condutividade elétrica do grão foi obtida para amostra contendo 10 mol Gd2O3 e sinterizada a 1500 °C - 8 h. A condutividade elétrica do contorno de grão apresentou aumento sistemático com o aumento do teor de Gd2O3 sendo que a composição CeGdO15 (com 15% de Gd2O3) sinterizada a 1450 °C - 10 h apresentou a maior condutividade total.

    Abstract in English:

    This study investigated the electrical conductivity and microstructure of samples with compositions Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 and 15% in mol) prepared with CeO2 with 99.9% purity. The sintering of the samples obtained by isostatic pressing was performed in air at 1450 for 2 and 10 hours soaking time and 1500 ºC for 8 hours of soaking time. Sintered samples were characterized by scanning electron microscopy and impedance spectroscopy between 200-600 ºC and the frequency range was 5Hz-13MHz. The sintering occurred via liquid phase. The 1450 °C with 10 h sintered samples showed more than 97% density. The highest electrical conductivity of the grain was obtained for sample containing 10 mol Gd2O3 and sintered at 1500 °C - 8 h. The electrical conductivity of the grain boundaries has increased systematically with the Gd2O3 amount increasing. The composition CeGdO15 (15 mol % of Gd2O3) sintered at 1450 °C - 10 h had the highest total conductivity.
Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 Laboratório de Hidrogênio PEMM - PET/COPPE/UFRJ - Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2, Universidade Federal do Rio de Janeiro - Av. Moniz Aragão, 207, 21941-594, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Tel: +55 (21) 3938-8791 - Rio de Janeiro - RJ - Brazil
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