O processo de estampagem profunda em materiais metálicos possui diversas
limitações como a profundidade estampada, aparecimento de rugas, fratura da
chapa antes da deformação total, além de o sólido gerado possuir variação da
espessura de parede. Considerando essas variáveis, este trabalho apresenta o
estudo da estampabilidade do aço inoxidável ferrítico AISI 441 sob duas condições
iniciais com o objetivo de avaliar o efeito dessa variável na estampabilidade e na
resistência mecânica desse material a partir do cálculo do limite de deformação do
material (LDR).
A caracterização mecânica do aço AISI 441 utilizou ensaios de tração (com
identificação da anisotropia), microdureza Vickers e cisalhamento. Os resultados
indicaram o efeito do estado inicial do material (como recebido e pré-deformado em
laminação a frio) no limite de estampabilidade do aço AISI 441, sendo ligeiramente
maior para o estado como recebido a partir da comparação do valor do LDR. Foi
verificado também que o modo de deformação predominante nos copos estampados
foi o estiramento.
Os resultados de estampagem associados aos dados de anisotropia indicaram a
mudança da orientação preferencial segundo a fibra  plano (111) para outra mais
heterogênea após a estampagem. De modo geral percebeu-se comportamento
mecânico similar entre os produtos estampados para os dois estados analisados
neste trabalho, consistindo de amaciamento no fundo e endurecimento na lateral dos
copos.

Neste estudo foi abordado a fabricação da placa metálica induzida, pelo processo de sinterização, a qual é aplicada na bomba unitária ou unit pump system (UPS), que faz parte do sistema de injeção de combustível, neste caso do motor diesel. Neste sistema, para cada cilindro do motor, existe uma unidade injetora que bombeia diesel em alta pressão, a qual é conectada no seu respectivo porta injetor mecânico, que possui um bico injetor com furos calibrados que irá pulverizar o combustível na câmara de combustão. Para confirmar a confiabilidade da placa sinterizada análises comparativas com diversas propriedades da placa original e a placa obtida no mercado paralelo foram feitas, tal como: de análise química, dureza superficial, corrosão e abrasão, além do teste funcional de volume de óleo em bancada e consumo de corrente elétrica. Como resultado percebeu-se que a placa produzida no processo de sinterização obteve diversas semelhanças com a placa original. Observou-se também que a placa de mercado apresentou resultados discrepantes, podendo ocasionar na bomba unitária uma performance abaixo do normal e menor durabilidade.

A incessante busca por eficiência energética não só fomentou avanços no campo dos processos industriais quanto também o desenvolvimento de novos materiais. No segmento automotivo, entre os aços desenvolvidos, destacam-se os AHSS (Advanced High Straight Steel) do qual fazem parte os aços que sofrem transformação de fase induzida por deformação plástica, denominados TRIP (Transformation Induced Plasticity) onde é possível obter elevada resistência mecânica aliada a ductilidade. O processamento desta classe de aço, em especial sua soldagem, apresenta inúmeros desafios que demandam maior estudo e compreensão. Neste contexto, uma das alternativas mais promissoras envolve o emprego do processo de soldagem a ponto por fricção onde há conversão de energia cinética em calor através do atrito entre uma ferramenta não consumível em movimento rotativo e os materiais a serem unidos. Neste processo a união se desenvolve no estado sólido, pois não é atingida a temperatura sólidus dos materiais. Assim, este trabalho teve por objetivo o estudo de soldas em chapas de aço TRIP 800 após transformação pelo processo FSSW (Friction Stir Spot Welding). Foi investigado como a velocidade de rotação e tempo de mistura influenciaram a microestrutura e comportamento mecânico das soldas. Os dados obtidos mostraram que as microestruturas presentes na solda foram modificadas pelos parâmetros usados e que a seleção de valores de rotação menor combinadas com tempos menores tende a ter melhor desempenho com a obtenção de maior limite de resistência e maior deformação quando esta foi submetida a esforços até sua ruptura.

A literatura vem recentemente descrevendo que a interação entre um implante e o tecido ósseo se deve a combinação de fatores ultrestruturais, tais como a morfológicos e à composição química superficial do dispositivo a ser  implantado. O longo histórico de sucesso do titânio e suas ligas na implatodontia reforça que em condições de controle da passivação a superfície possui um filme natural de espessura variando de 1,5 a 10nm, composto por dióxido de titânio (TiO2) capaz de provocar uma resposta biológica mais favorável. Neste trabalho será otimizada a superfície da liga Ti6Al4V por meio de processo eletroquímico de anodização. Esse processo visa alterar a morfologia da camada do dióxido de titânio (TiO2) a fim de aumentar seu comportamento triboquímico e a biocompatilidade. Será avaliada o efeito de parâmetros de processamento sobre características dos filmes,  como por exemplo, a espessura do filme (TiO2), o coeficiente de desgaste abrasivo, a microdureza e rugosidade. Dessa forma, pretende-se propiciar melhor biofixação do biomaterial ao tecido ósseo. Através do processo de anodização produziu-se o filme fino de TiO2, com características  nanotubulares (TNT) para serem analisados quanto aos aspectos morfológicos, físicos, tribologicos e biológicos. Nesse processo de anodização os TNTs serão produzidos a partir da anodização com eletrólito de C6H8O7 (0,1 mol/L) + NaF (0,5 %p/p), aplicação de DDP de 20 V CC, durante 90 minutos. A caracterização morfológica e química a ser realizada envolverá a Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS), Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). A caracterização do biomaterial poderá determinar a combinação de variáveis de processo que modificarão de forma positiva o filme formado e possibilitará maior confiabilidade aos produtos cobertos eletroquimicamente.

Na indústria metal mecânica, o principal objetivo é buscar a maior produtividade com o menor custo de fabricação. Portanto, há a necessidade de acompanhar o processo para garantir a eficiência. Consideráveis quantidades de material metálico são desperdiçadas devido a perdas e retrabalho causados pelo processo de corrosão. Em certos setores, como a indústria naval e offshore, os tempos de processamento e a localização agravam o fenômeno, tornando a proteção desse material indispensável. O shop primer (tinta de pré-construção) é um grande aliado durante o processo de fabricação que utiliza materiais metálicos, uma vez que impede o contato direto com o metal base, criando uma barreira protetiva de preferencial corrosão. A soldagem FCAW é amplamente empregada nessas situações por se apresentar como uma das alternativas mais produtivas. Contudo, soldas produzidas por esse processo podem ter seus atributos comprometidos quando realizados sobre a camada protetiva. Este trabalho teve como objetivo verificar a influência da presença de diferentes espessuras de shop primer aplicado em chapas de aço carbono ASTM A-36 sobre o processo de soldagem e características das soldas produzidas pelo arame classe E71T1-C1A2-CS2. Para atingir tal objetivo foram realizados o monitoramento da corrente e tensão durante a soldagem, análises macro e microestrutural e das escórias das soldas. Maiores espessuras da camada de shop primer resultaram em aumento na largura e a penetração das soldas. O resultado do monitoramento dos parâmetros elétricos durante a soldagem não apontou para alterações no arco elétrico nas diferentes condições avaliadas. Alterações na diluição resultantes do aumento na penetração não impactaram a microestrutura do metal de solda. Medidas do ângulo de contato do cordão e análise da escória em conjunto com a análise dos sinais elétricos indicaram, por eliminação, que a espessura camada de shop primer foi responsável pela alteração na fluidez do metal liquido na poça de fusão.

As nanopartículas de magnetita (Fe3O4) têm recebido enorme atenção da comunidade científica devido a sua ampla gama de aplicações. Esse mineral possui estrutura espinélica inversa cúbica, geradora de propriedades especiais bem requisitadas para aplicações médicas, farmacêuticas e terapêutica. Além disso, pode ser sintetizado em laboratório utilizando por exemplo a rota química, onde as nanopartículas são formadas a partir dos elementos base, como o Fe, seguidos por um processo de nucleação e crescimento. Na etapa seguinte, pode ser feita a funcionalização da sua superficie, usando alguns polímeros, metais, moléculas orgânicas e inorgânicas e assim expandir sua aplicação. Essa modificação favorece a aplicação da nanopartícula no processo de liberação controlada de fármacos, no tratamento do câncer. Para que a síntese para fins biomédicos seja bem sucedida, é necessário que durante a síntese não sejam formados aglomerados de nanopartículas, para que ao ser utilizada em humanos não cause qualquer dano aos órgãos. Seu diâmetro deve ter dimensões reduzidas a ordem de nanômetros, com distribuição de tamanho estreita e estar monodispersa. Por essa razão, a investigação de técnicas de produção se faz extremamente importante para o controle e a eficiência na qual essas nanopartículas são sintetizadas afim de que se obtenha as propriedades desejadas. Visando fazer um estudo da estrutura, morfologia e das propriedades magnéticas, diferentes rotas químicas foram utilizadas através da comparação de suas respectivas caracterizações. Foi realizada a síntese de amostras via microemulsão por micela reversa com recobrimento de SiO2, e também por coprecipitação, sendo uma sem recobrimento e outra com recobrimento em ácido oléico. Foi realizadas análise microestrutural e caracterização física, difração de raios X com refinamento Rietveld, microscopia eletrônica de transmissão, e cálculo matemático através da equação de Scherrer para definir o tamanho das partículas. Pela análise microestrutural e cálculos apresentados neste trabalho obteve-se: i) a síntese de Np foi realizada com sucesso, as partículas são monofásicas e constituem poliedros perfeitos ii) o recobrimento com SiO2 foi realizado com sucesso, suas partículas estão monodispersas, iii) os tamanhos de diâmetro chamam atenção para a nanopartícula recoberta com SiO2, a saber: DSiO2 = 18,09 nm, Dpura = 8,02 nm, e DAO = 7,82 nm iv) a distância entre oxigênio e íons de Fetet : d1SiO2= 1.80Å, d1pura= 1.98Å e d1AO= 1.91Å, v) as distância entre oxigênio e íons de Feoct: d2SiO2= 2.10 Å, d2pura = 1.99Å e d2AO= 2.04Å, e vi) os ângulos correspondentes as ligações Fetet-O-Feoct: φSiO2:125.60°, φpura: 121.36° e φAO:123.08° o que indica então que estes constituem poliedros perfeitos com elevada simetria. As medidas de susceptibilidade AC obtidas pelo ajuste mostraram valores tempo de relaxação τ0=2,72.10-10 para Fe3O4@Pura e τ0=8,72.10-6 Fe3O4@SiO2, o que indicam um
comportamento do tipo super spin glass. Os testes de SAR apontaram que as nanopartícula sintetizadas apresentaram elevação de temperatura condizentes quando submetidas a um campo magnético, um indicativo que as nanoestruturas testadas são viáveis para aplicações em hipertermia magnética.

A busca por processos que proporcionem melhorias das qualidades superficiais de materiais metálicos é uma constante entre pesquisadores das ciências e engenharia de materiais, especialmente em relação à resistência ao desgates de componentes. Neste contexto, o presente trabalho pretende investigar a viabilidade da implantação iônica de átomos de Boro em superfícies metálicas por meio do processo de boretação a plasma eletrolítico por meio da usinagem por descargas elétricas por penetração. O material base utilizado foi o aço ABNT 4140 e o procedimento aplicado em uma máquida de EDM adaptada. Como eletrodo ferramenta foi utilizado o cobre eletrolítico e a fonte de boro, solução aquosa de octaborato de sódio diluído em água deionizada. Como resultados, pôde-se observar a formação da camada boretada por meio de microscopia óptica e ensaio de microdureza Vickers, com ganho de 146,8% no valor da dureza desta em relação ao material-base. A presença do boro foi detectada pelo ensaio de difração de raio x.

O aço ABNT P20 tem ampla utilização principalmente na indústria de
usinagem e ferramentaria para fabricação de moldes de injeção e sopro de plásticos
por apresentarem satisfatório desempenho no trabalho a quente.
Muitos moldes antes da utilização final necessitam de tratamentos térmicos de endurecimento como o de
tempera, cementação, nitretação e a boretação. Nesse trabalho é
apresentado um estudo de possibilidade da Boretação por plasma eletrolítico com endurecimento superficial
no aço ABNT P20 em conjunto a Usinagem por Descargas Elétricas. Amostras dos aços foram submetidas a EDM utilizando eletrodos de cobre eletrolítico. Em substituição do dielétrico convencional foram utilizadas duas soluções, aplicadas separamente, um contendo de Octaborato de Sódio Tetrahidratado diluído em água deionizada como fonte de boro, e outra contendo boráx diluido em água deionizada. Como resultado parcial uma camada endurecida de aproximadamente 35μm de espessura foi observada no aço ABNT P20 utilizando o Microscópico Óptico (MO) e Microscópico Eletrônico de Varredura (MEV). Para verificar uma possível presença de
boro na camada formada de cada material as amostras foram submetidas a técnica
de caracterização por Difração de Raio X (DRX) onde foi observado em ambos
materiais espectros com picos em ângulos específicos de difração que predizem a
existência do elemento Boro (B) na camada quando esses espectros são comparados
a de mesmos materiais AISI P20 submetido a boretações tradicionais já fundamentadas na literatura. No ensaio de dureza foi obtido um ganho de 159% comparado ao material base sem tratamento.

A quitosana é um bio-polímero obtido pela reação de desacetilação a partir da quitina, um polímero natural encontrado no exoesqueleto de crustáceos. Ela possui uma estrutura útil para promover a sua interação com a superfície metálica de aços. A presente pesquisa avaliou a potencialidade da quitosana como um inibidor de corrosão ambientalmente amigável para aço inoxidável 304 em meio de ácido clorídrico (HCl). Foram realizados ensaios eletroquímicos conduzidos em meio de HCl, tanto na ausência quanto na presença de quitosana em diferentes níveis de concentração, visando obter  parâmetros eletroquímicos relativos à corrosão do aço inox 304, tais como, potenciais de corrosão, densidades de corrente de corrosão, taxas de inibição, coeficientes de Tafel, resistência à polarização e resistências de transferência de carga. Os ensaios realizados consistiram em medidas de potencial de circuito aberto (OCP, do inglês “Open-Circuit Potential”), curva de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Corpos de prova devidamente cortados e preparados foram empregados nos ensaios. Realizou-se ainda a caracterização morfológica e química da superfície dos corpos de prova antes e após o contato com os diferentes meios corrosivos empregando-se, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDX) e espectroscopia Raman. Com base nos resultados eletroquímicos e de caracterização, concluiu-se que a quitosana foi efetiva na inibição da corrosão em meio ácido do aço 304.

A boretação é um tratamento termoquímico usados em aços para melhorar suas propriedades superficiais, promovendo melhor desempenho em diversas aplicações tribológicas na engenharia mecânica. Este trabalho de pesquisa investigou a viabilidade da utilização do octaborato de sódio (Na₂B₈O₁₃.4H₂O) como fonte do elemento boro no processo de Usinagem por Descargas Elétricas (EDM), por penetração, em superfície do aço ABNT 8620, utilizando uma máquina de eletroerosão adaptada. O eletrodo ferramenta utilizado foi o cobre eletrolítico. O octaborato de sódio foi diluído em água deionizada para formar a solução aquosa, que atuou como fluido dielétrico. A camada boretada foi avaliada por meio de microscopia ótica e ensaio de microdureza Vickers. A difusão do boro foi avaliada por difração de raio-x na superfície usinada e por espectroscopia de raios x por dispersão em energia (EDS) em equipamento de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Após a aplicação do processo de boretação por eletroerosão foi verificado o ganho de 134 %, aproximadamente, no valor de dureza na camada boretada em relação ao material base. As fases FeB e Fe₂B foram detectadas nos difratogramas de raio-x, bem como, a difusão do elemento boro observada por meio de EDS na seção transversal da peça próximo da subsuperfície.

Tintas de pré construção, também conhecidas como shop primers, são empregadas em inúmeros segmentos industriais com o objetivo de evitar a oxidação durante as etapas de processamento. Como as operações de soldagem são realizadas em chapas revestidas há uma preocupação quanto ao impacto negativo da tinta sobre as soldas. Neste sentido, apesar dos inúmeros esforços no intuito de minimizar consequências indesejáveis, ainda há um vasto campo investigativo envolvendo os consumívies de soldagem e, principalmente, a formulação da tinta. Este trabalho verificou a influência do emprego de fluoreto de lítio como carga em shop primer sobre os sinais elétricos e as soldas depositadas. Foram comparados os resultados das soldas produzidas sobre chapas não revestidas e com revestimento de shop primer sem carga, com 10%m/m e 20%m/m de fluoreto. Os resultados obtidos indicaram que o emprego do revestimento promove alteração nos sinais elétricos e na morfologia do cordão de solda. A adição do fluoreto também resultou em alteração destas variáveis.

A indústria petroquímica, em especial as refinarias de petróleo, contém uma grande variedade de ambientes agressivos, alguns destes são exclusivos para esse setor. Por exemplo, a corrosão pelo cloreto de amônio, um sal formado no processamento de hidrotratamento de gasolina e de diesel, interferindo na operação da planta industrial, prejudicando as características mecânicas e/ou metalúrgicas dos materiais, com repercussão operacional, financeira e até mesmo com danos à vida. Nesta pesquisa foram utilizados ensaios de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica para a determinação da resistência à corrosão de três diferentes aços inoxidáveis austeníticos, AISI 304, AISI 316L e AISI 317L, expostos à solução salina de cloreto de sódio (NaCl) e de cloreto de amônio (NH₄Cl), ambos a 3,5% (m/v) de concentração. Os resultados indicaram que as amostras de aço inoxidável austenítico 317L apresentam regiões de passivação maiores, com maior potencial de corrosão por pite e menores valores de densidade de corrente de passivação, além de menores valores de taxas de corrosão.  Também apresentaram maiores valores de impedância real e complexa para todos os espectros de frequência analisados, além da presença de semicírculos únicos de característica indutiva. Desta forma, a comparação da resistência à corrosão mostrou-se ser o aço inoxidável austenítico 317L o que conferiu maior resistência à corrosão entre os aços adotados nesta pesquisa. Em sequência, na capacidade de resistência à corrosão, têm-se os aços inoxidáveis 316L e 304, imersos em meios eletroquímicos analisados. Notou-se maior preponderância de formação de corrosão por pites, na exposição ao meio contendo cloreto de amônio, para os aços inoxidáveis 316L e 304. Portanto, não se recomenda a aplicação destes aços em ambientes contendo este sal, principalmente, nas seções de reação de unidades de hidrotratamento de derivados de petróleo.

Aços elétricos são um tipo especial de aço, com grande importância na indústria siderúrgica. Esses aços são muito aplicados em motores e transformadores, sendo largamente consumidos devido ao magnetismo ser uma forma eficiente de transformação de eletricidade em movimento mecânico. Destacam-se duas famílias de aços elétricos, os GOs (grão orientado) e os GNOs (grão não-orientado). Neste estudo, dois aços elétricos semiprocessados de grão não-orientado, um com composição química à base de Fe-Si e outro à base de Fe-Al, foram investigados quanto às perdas magnéticas e propriedades mecânicas, nas condições como recebidos e após tratamento térmico. Os aspectos microestruturais foram obtidos via microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com auxílio da técnica EBSD. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e dureza. Já as propriedades magnéticas, como magnetização de saturação, permeabilidade e as componentes das perdas (parasita, histerética e em excesso) foram obtidas em um amplo intervalo de frequência (10–400Hz/10–60Hz) e de polarização máxima (0,1–1,5T), através de ensaio Epstein, por meio de um equipamento fabricado pela Brockhaus. O tamanho de grão médio da amostra à base de Fe-Si, após tratamento térmico foi de aproximadamente 68μm, enquanto da amostra Fe-Al foi de 128μm. Na análise de inclusões, o material com base Fe-Si apresentou melhores resultados, sendo a densidade de inclusões de 68,5 inclusões/mm2, contra uma densidade de 102,3 inclusões/mm2 da amostra ao Fe-Al. Em propriedades mecânicas, o tratamento térmico promoveu a diminuição dos valores de limite de escoamento e resistência, resultados que propiciam melhora na estampabilidade das lâminas após o corte. Comparando os dois aços, o aço Fe-Si apresentou maior valor de dureza, devido maior teor de carbono presente na amostra. Os diferentes resultados obtidos, tiveram reflexos nas propriedades magnéticas, tanto na avaliação das componentes das perdas em separado, como nas perdas totais, sendo que a amostra ao Fe-Si apresentou maiores perdas em frequências até 200Hz, e acima deste valor, as maiores perdas foram da amostra ao Fe-Al. Com os resultados foi possível estabelecer discussões importantes sobre os aspectos microestruturais e composição química sobre as propriedades mecânicas e magnéticas.

A indústria automobilística utiliza como um dos seus principais materiais estruturais o aço, por ter, dentre diversas características, boa conformabilidade, elevada resistência mecânica e relativamente baixo custo. Uma das formas de atender a este mercado é investindo no desenvolvimento de ligas como os aços assistidos pelo efeito TRIP, caracterizados pela presença de microestrutura multiconstituída e transformação da fase de austenita para martensita por deformação plástica. Esses materiais metálicos, instrumento deste trabalho, além de boas conformabilidade e resistência mecânica, apresentam a princípio ainda elevadas ductilidade e capacidade de encruamento, sendo que esses aspectos podem ser obtidos a partir de ciclos térmicos e/ou termomecânicos diversos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar quais são os efeitos do ciclo térmico na microestrutura, nas propriedades mecânicas e em determinados aspectos relacionados à estampabilidade do material, bem como algumas características da liga após deformação plástica. Esses efeitos foram analisados por meio de microscopia óptica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de tração, ensaios de dureza e análise de encruamento. De forma geral maiores tempos e maiores temperaturas de austêmpera aumentaram a proporção de bainita, diminuíram as porporções de MA e a austenita retida também teve um aumento. Maiores tempos de austêmpera resultaram em valores de durezas maiores enquanto maiores temperaturas resultaram em menores valores durezas. Tanto o limite de resistência a tração quanto o limite de escoamento foram maiores em menores tempos e temperaturas. 

Filmes finos, com espessura na escala de nanômetros ou micrômetros, têm sido utilizados nas diversas áreas da ciência e tecnologia, pois estes revestimentos conferem ao substrato diferentes propriedades ópticas, químicas, elétricas, mecânicas, magnéticas ou térmicas. Para obtenção dos filmes finos os materiais precursores podem ser líquidos, sólidos ou gasosos e, a escolha pela técnica de deposição leva em consideração, especialmente o estado físico do material precursor. O método sol-gel se destaca para a preparação de filmes finos no estado líquido. Com a intensão de modificar ou melhorar as propriedades do substrato, muitos tipos de materiais podem ser depositados desde materiais cerâmicos até metálicos. A escolha pelo material deve considerar, principalmente, a sua aplicação, propriedades e sua disponilibidade de acesso. Nos últimos anos, têm-se observado um crescimento exponencial no estudo científico das propriedades e aplicações do dióxido de titânio (TiO₂). O TiO₂ apresenta propriedades interessantes para o uso em recobrimento de subtratos metálicos para prevenir o processo de corrosão e caráter autolimpante que está relacionado ao seu potencial oxidativo pela incidência de luz ultravioleta. Devido às suas estruturas cristalinas é possivel combinar o TiO₂ com outros compostos para melhorar suas propriedades. Neste sentido, a inserção dos íons de nióbio (Nbⁿ⁺) na estrutura do TiO₂ pode trazer resultados promissores para as indústrias do ramo. Acreditando no potencial preventivo a corrosão dos filmes finos com o TiO₂/Nbⁿ⁺ e, sabendo que o desgaste de materiais metálicos custa para os países, em média, 5% do valor do PIB, o presente trabalho tem o objetivo de avaliar o potencial do filme nanoestruturado a base de dióxido de titânio e nióbio na prevenção da corrosão do aço inoxidável AISI304 em meios ácidos contendo íons cloreto. A obtenção do filme aconteceu pelo método sol-gel utilizando como precursores o isopropóxido de titânio (IPT) em acetilacetona (AcAc); oxalato de nióbio amoniacal (ONA) em metanol. Ácido nítrico foi adicionado para atingir pH=2 enquanto o sistema se encontrava sob agitação. A deposição do filme sobre o aço AISI304 ocorreu pelo método de imersão (dipcoating) e, em seguida submeteu-se as amostras a tratamento térmico até 550°C. Análises estruturais e morfolóficas foram realizadas. Para avaliar a corrosão, as amostram foram submetidas a um ensaio eletroquímico em solução de HCl 2mol/L. Resultados prévios de DRX no material particulado revelam que a fase cristalina é a anatase e os deslocamentos dos picos indicam a inserção do nióbio na matriz do TiO₂. Já as microscopioas óticas e MEV revelam a aderência homogênea do filme sobre o substrato metálico.

Estruturas treliçadas foram impressas a partir da técnica de modelagem por deposição de fundido (FDM), para aplicação como scaffolds na engenharia de tecidos. A principal função do scaffold é promover a adesão e proliferação celular para restauração do tecido danificado, sendo fundamental considerar o modelo da estrutura, material e técnica de fabricação empregada. Com o avanço dos métodos de manufatura aditiva, estruturas complexas e personalizadas podem ser rapidamente obtidas. Dessa forma, esse trabalho propôs o desenvolvimento de filamentos em poli(ácido lático) (PLA) com a incorporação de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno funcionalizado com amina (N-GO), para serem empregados na impressão FDM das estruturas treliçadas. As amostras foram caracterizadas por meio de ensaios de porosidade, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), ensaios reológicos, espectroscopia no infravermelho com transformada de fourier (FTIR), ensaio de compressão, além da análise de citotoxidade dos compósitos para sua potencial aplicação na regeneração do tecido ósseo. A avaliação morfológica indicou a melhor dispersão do compósito de PLA com a incorporação de GO aminado, além da melhora na hidrofilicidade dos compósitos. Os resultados do ensaio de reometria de placas paralelas mostraram que as estruturas impressas em PLA com GO liofilizado apresentaram viscosidade 9,2 vezes menor, sendo que o GO funcionalizado com amina apresentou graus mais altos de interação com a matriz polimérica. As análises térmicas indicaram que a incorporação dos nanomateriais obtido por duas rotas diferentes, não influenciou significativamente nas propriedades térmicas do PLA, com destaque para o N-GO. As propriedades mecânicas analisadas por meio do ensaio de compressão, indicaram que peças impressas a partir dos compósitos obtiveram propriedades inferiores às das peças impressas em PLA, devido dispersão não homogênea dos nanomateriais na matriz polimérica. Por fim, a análise de citotoxidade indicou que os compósitos não foram tóxicos para as células e ainda induziram a viabilidade célular.

O aço silício de grão orientado, HGO, é usado em núcleos magnéticos de máquinas elétricas devido às suas boas propriedades elétricas e magnéticas, como alta permeabilidade, alta resistividade elétrica, baixo campo coercivo e baixas perdas de energia, ou seja, os aços elétricos desempenham um papel vital nos atuais setores de energia. Para prevenir a colagem entre as chapas de aço silício no processo de recozimento em alta temperatura e proporcionar a redução das perdas totais de energia, há a formação da camada primária a forsterita (Mg2SiO4) ou denominada como filme de vidro. Para um melhoramento da propriedade isolante e da resistência à corrosão do aço silício, um revestimento isolante é adicionado sobre a forsterita. Fica evidenciado, então, que uma das principais abordagens para aprimorar as características de uma chapa de aço elétrico de grão orientado consiste em aplicar um revestimento isolante elétrico, a base de fosfatos, na superfície do filme de vidro. Isso resulta na geração de forças elásticas de tração no metal e, consequentemente, na redução da energia gasta em um ciclo de magnetização. O objetivo desse trabalho será avaliar, portanto, o efeito do componente fosfato do revestimento isolante elétrico nas perdas magnéticas em aços elétricos de grão orientado. A densidade superficial do fosfato no aço HGO variou de 0,005 a 0,006 Kg/mm2, e as tensões médias de tração geradas pelo componente no metal foram de 3,67 a 7,03 GPa, dependendo do revestimento. A passagem de indução magnética variou com a presença do revestimento, sendo que o aço sem revestimento apresentou a maior permeabilidade. Em 50 Hz, a diferença percentual das perdas totais entre aço com e sem revestimento foi explicada pela não uniformidade do nível de indução magnética. O revestimento secundário reduziu as perdas magnéticas em 1,7/50, variando de 0,988 W/kg a 1,199 W/kg. Usando o modelo fenomenológico de separação de perdas, Ph, Pa e Pc foram calculadas, com amostras sem revestimento secundário mostrando maiores valores de Pa a partir de 20Hz. Em 1,7 T/50 Hz, as perdas Ph aumentaram em 6,5%, as perdas Pc permaneceram constantes, representando 1%, e as perdas Pa aumentaram em 6,3%. Abaixo de 20Hz, Ph foi maior que Pa e Pc, havendo uma inversão acima desse limite, onde Pa se tornou maior que os outros dois componentes em toda a faixa de frequência.

A reação álcali-agregado (RAA) é uma patologia relacionada ao concreto que ocorre em consequência da existência de três fatores: a presença de óxidos alcalinos, geralmente sódio ou potássio provenientes do cimento, minerais reativos encontrados em alguns tipos de agregados, e umidade. Os materiais cimentícios suplementares (MCS) são considerados bons inibidores para RAA, e são contribuintes nos estudos de novos materiais que auxiliam a diminuição do consumo do clínquer, principal constituinte do cimento, que em sua produção consome grandes quantidades de energia e emite gases de efeito estufa (GEE). Consequentemente, a utilização de MCS auxilia no avanço rumo a sustentabilidade, ajudando a indústria na implementação de soluções que corroboram com as metas de desenvolvimento sustentável da ONU. Os materiais álcali-ativados (MAA) são constituídos a partir da ativação alcalina de aluminossilicatos sólidos. As matérias-primas podem variar de origem e composição, dando espaço a resíduos e subprodutos que existem em grande escala e baixo consumo. Diante disso, o trabalho investigou o efeito da adição de cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) na durabilidade de argamassas álcali-ativadas em relação à reação álcali agregado e ao ataque ácido. Além disso, ensaios de resistência à compressão, flexão e microscopia eletrônica de varredura foram realizados para analisar o desempenho das argamassas álcali-ativadas produzidas. Como resultado, verificou-se que argamassas álcali-ativadas com adição de CBCA apresentam melhor desempenho que argamassas de cimento Portland em relação à reação álcali-sílica. Em relação ao ataque ácido, as argamassas álcali-ativadas com adição de CBCA apresentam uma perda de massa ligeiramente inferior às demais argamassas analisadas. Além disso, verificou-se uma relação inversamente proporcional entre a absorção de água e a resistência à compressão.

A cada dez segundos os humanos matam aproximadamente 24 mil animais por comida, chegando a um valor de 75 bilhões por ano. Uma tarefa que é realizada com velocidade e eficiência como nunca antes na história da humanidade. Enquanto que a população mundial mais que dobrou nos últimos 50 anos, a produção de carne para consumo mais que quadriplicou. A terra, água, alimentos e emissão de gases de efeito estufa envolvidos nesta produção estão chegando a valores assustadores. A produção de carne em laboratório (carne cultivada), uma ciência que surgiu na última década, apresenta-se como uma possível solução para os problemas envolvidos na criação de animais para o abate. Ainda jovem, este ramo da ciência ainda necessita de grande quantidade de estudo e ajuste de parâmetros para torna-se uma indústria com capacidade produtiva em um âmbito global. Um dos aspectos mais importantes para o cultivo de proteína animal em laboratório é o viés do desenvolvimento de scaffolds porosos para promoção do suporte mecânico que as células necessitam. A eletrofiação é uma das técnicas mais aplicadas para a confecção destas estruturas, porém exibe baixa taxa de produção, fato que implica diretamente no custo final do produto. Neste trabalho será estudada a fabricação de dois equipamentos inspirados na técnica de Fiação por jato rotativo (RJS), uma alternativa que se mostra promissora para superar o desafio da produção de scaffolds para suprir uma demanda global iminente. Serão confeccionadas nanofibras de acetato de celulose (Sigma Aldritch) com adição de bixa orellana (1%wt) pelas duas técnicas de fiação, dessa forma, as propriedades morfológicas, químicas, físicas, mecânicas e biológicas serão comparadas a fim de determinar as vantagens e desvantagens esboçadas pelas nanofibras produzidas.

Os scaffolds baseados em plantas representam uma abordagem promissora em razão de sua acessibilidade, quando comparados aos scaffolds tradicionalmente utilizados no campo da Engenharia de Tecidos. A abundância e o crescimento rápido de muitas espécies de plantas proporcionam um biomaterial menos dispendioso, mais abundante e sustentável. As plantas apresentam-se de maneira interessante, pois, são constituídas basicamente de celulose, que é um polímero biocompatível e biodegradável, e ainda, exibem uma estrutura de poros interconectados da matriz extracelular vegetal que pode atuar como scaffold para o cultivo de células mamíferas. No presente projeto propõe-se a obtenção de uma matriz extracelular celulósica de baixo custo a partir de protocolos de descelularização de frutas e vegetais. A metodologia de tratamento foi desenvolvida buscando-se manter a morfologia e as propriedades mecânicas da matriz vegetal. O material obtido foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR) e análise termogravimétrica (TG-DTA). Os resultados obtidos demonstram que é possível utilizar metodologias de tratamento químico preservando a estrutura natural dos tecidos vegetais. Através dos testes realizados, sugere-se que a casca de mexerica respondeu melhor ao tratamento, já que manteve sua estrutura celulósica remanescente, sofreu perda de pigmentação após o tratamento, exibiu porosidade e apresentou redução de grupos presentes em compostos que deveriam ser eliminados, comprovando a viabilidade de continuação do estudo para aplicação como scaffold. 

O trabalho proposto consiste em um processo inovador de laminação de fibra de carbono em cavidade de molde fêmea para produção de peças ocas por insuflamento de ar em condições controladas de pressão. A investigação científica é acerca da influência da temperatura e pressão na compactação das camadas de fibra, a interface entre a fibra e a matriz polimérica e suas conseqüências resultantes na resistência mecânica dessas peças. Também será estudado o contra molde interno que irá receber o ar condicionado, inflar e pressionar as fibras contra as paredes do molde.
O trabalho será desenvolvido em peças de geometria simples, no caso um tubo de secção retangular, porém o conhecimento adquirido poderá ser empregado em peças de geometrias complexas como quadros de bicicletas, raquetes de tênis, asas e fuselagens de aviões, pás eólicas bem como outras peças para o setor aeroespacial e para o mercado automotivo/automobilístico. A indústria aeronáutica, fabricantes de equipamentos esportivos e o crescente uso de carros elétricos estimulam o desenvolvimento de processos de laminação de fibra de carbono que elimine custos e possam ser usados para fabricação de peças ocas com geometrias complexas.
A principal diferença do processo proposto para os convencionais empregados na indústria é eliminar a parte mais onerosa do processo, o autoclave, fazendo com que o próprio molde exerça a função de autoclave para aplicação de pressão e temperatura para cura da resina e compactação das camadas de fibra e consequentemente assegurar alta resistência mecânica que será verificada por ensaios de tração e flexão.

Com o intuito de analisar e validar a eficiência energética do forno de refino primário EOF (Forno de Energia Otimizada), propomos neste estudo uma análise por modelagem computacional do fluxo dos gases e o aproveitamento térmico resultante. Após pesquisas em literaturas especializadas, foi levantado todos os modelos matemáticos já validados para o modelamento computacional e para dar embasamento na leitura e interpretação dos resultados obtidos. Ao longo deste estudo foi avaliado a estrutura do forno EOF, o ciclo de operação do forno, os tipos de sucata metálica utilizadas e as perdas térmicas com as paredes compostas por elementos refrigerados. Através do modelo computacional foi analisado o fluxo dos gases e verificado que o forno atual trabalha com entrada de ar atmosférico maior que a ideal e densidade real da sucata metálica diferente da densidade de projeto, o que ocasionou grande perda na eficiência energética do forno e a limitação de ganhos de produtividade no processo. Após estas validações é proposto uma densidade de sucata de trabalho para melhor eficiência do processo do forno EOF.

O estudo do escoamento multifásico está presente no processamento de um dos materiais mais utilizados no mundo, o aço. Na aciaria, o processamento do aço ocorre em algumas etapas dentro dos modelos siderúrgicos, desde o refino primário, passando pelo refino secundário até o lingotamento contínuo ou lingotamento convencional, compostos por equipamentos denominados reatores. O estudo dos reatores de refino do aço para o controle da qualidade superficial e interna do produto, é um dos interesses na siderurgia, a fim de garantir a qualidade do aço e aumentar a produtividade. No processo de lingotamento contínuo, na aciaria, um dos equipamentos é o distribuidor. Nos primeiros processos de lingotamento contínuo, o distribuidor tinha apenas a função de reservatório do aço líquido, entre a panela e o molde, onde ele distribuía o aço entre os veios e para se ter um melhor controle operacional, podendo se desenvolver modelos matemáticos e físicos. Após grande desenvolvimento na indústria siderúrgica, o distribuidor passou a exercer outras funções além da distribuição do aço, como a melhoria na limpidez do aço. Um dos mecanismos utilizados para que haja essa melhoria no distribuidor, é o difusor de argônio. Este mecanismo ocorre através de uma cortina de gás inerte com capacidade de flotação de inclusões, de classificações endógenas e/ou exógenas. Essa injeção de gás gerou uma necessidade de modelar o reator distribuidor como multifásico. E além da injeção de gás, precisou-se entender o comportamento da escória para com o aço líquido, podendo haver uma fase da mistura aço/escória. Alguns pontos podem ser discutidos nos modelos matemáticos multifásicos de escoamento, como a definição dos perfis de velocidade para caracterizar um volume morto ou estagnado, e modelos algébricos para simular a remoção de inclusões, como alumina e sílica dentro do aço. Um modo de baixo custo para as indústrias estudarem as variáveis de processos e geometrias de um reator é a modelagem matemática computacional.  A Fluidodinâmica Computacional ou CFD (Computational Fluid Dynamics), é a área do conhecimento que trata da simulação numérica de escoamentos de fluidos, transferência de massa. O presente trabalho utilizará a modelagem matemático computacional para simular um modelo físico de um distribuidor, instalado na empresa USIMINAS, de modo a propor uma definição da caracterização de volume estagnado ou “morto”, e verificar a assertividade, através de validação com os dados do modelo físico, através das técnicas da Fluidodinâmica Computacional.

Esta pesquisa tem como objetivo, estudar a viabilidade da aplicação do resíduo gerado no processo de fundição de sucata de alumínio, conhecido como borra, como matéria prima na produção de materiais geopoliméricos, pois estudos prévios indicam que o rejeito de alumínio possui relevantes teores de alumina e sílica. Este resíduo é um material tóxico, sendo então descartado em aterros apropriados, para evitar danos ao meio ambiente, o que leva a importância de se dar novas aplicações a esse rejeito. Os geopolímeros são materiais obtidos por ativação alcalina de aluminossilicatos e tem diversas aplicações, podendo ser utilizados em substituição ao cimento Portland, podem também ser aplicados na indústria, o qual é utilizado como isolante térmicos, por exemplo. Os geopolímeros possuem grande potencial sustentável, podendo ter suas matrizes produzidas com até 100% de resíduos contendo SiO₂ e Al₂O₃. O rejeito, após ser retirado do forno a cadinho será moído, peneirado, e caracterizado por Difração de Raios X, para nalisar as fases cristalinas presente, Fluorescência de Raios X, para analisar a sua composição química, e também será analidado por Microscopia Eletrônica de varredura (MEV), para estudar a topografia e a microestrutura da borra. Como fonte de sílica será utilizada o metacaulim. O pó de carbono será acrescentado como agregado para conferir resistência mecância ao material. Para melhorar o desempenho do geopolímero como isolante térmico, será colocado na mistura o pó de alumínio, que atua como agente formador de poros. Será feita uma avaliação do desempenho do pó de carbono e do seu teor ideal para melhorar a resistência mecânica do geopolímero, o teor do pó de alumínio também será avaliado. Será estudada a temperatura de cura dos materiais, as temperaturas analisadas serão de 40,60 e 70°C. Os ativadores alcalinos utilizados na geopolimerização são o hidróxido de sódio (NAOH) e o silciato de sódio (Na₂SiO₃). Algumas amostras de geopolímeros formados sofrerão tratamento térmico na temperatura de 1000°C, estas amostras serão caracterizadas por Difração de Raio X para analisar os efeitos do tratamento térmico na possível formação de novas fases cristalinas. As amostras dos geopolímeros passarão por ensaios de flexão e dureza, para avaliar o comportamento mecânico do material. As matrizes geopoliméricas também serão submetidas a ensaios de condutividade térmica, análise termogravimétrica e ensaios de adsorção pelo método BET (Brauner, Emmett, Teller) para avaliação da porosidade. Desta forma será possível indicar aplicações para o rejeito, o que poderá reduzir os impactos ambientais geradosd por fundições de alumínio, o o rejeito ganhará potencial econômico e a sociedade terá uma opção de um produto mais barato, funcional e sustentável.

Uma das principais preocupações da indústria da mineração é a grande quantidade de resíduos gerados na extração e no processamento mineral. Além de causar impactos ao meio ambiente estes passivos ambientais ocupam extensas áreas e podem levar a problemas na sua disposição. O aproveitamento de tais resíduos na construção civil tem se mostrado promissor por meio de diversas pesquisas. Este trabalho propõe a incorporação de estéril proveniente de uma mina de fosfato na produção de ladrilhos hidráulicos em substituição parcial ao cimento Portland. O estéril foi caracterizado por meio de ensaios de análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG) e avaliação de atividade pozolânica. Os ladrilhos hidráulicos foram desenvolvidos com substituição do cimento pelo estéril no teor de 25%. As peças foram produzidas com o estéril sem tratamento térmico e tratados nas temperaturas de 400°C e 600°C. Os ladrilhos foram avaliados em função de alguns parâmetros como análise visual e dimensional, absorção de água, ataque ácido e resistência mecânica. Como resultado do trabalho foi possível obter ladrilhos hidráulicos pigmentados pela utilização do estéril com consumo de cimento Portland reduzido, resistência mecânica satisfatória e esteticamente adequados.

A literatura vem demonstrando que recentes desenvolvimentos de novos nanocompósitos podem exibir aprimoramentos com vantagens comparativas nas propriedades mecânicas, térmicas e/ou triboquímicas, lhes conferindo viabilidade técnica e econômica, para usos na indústria da construção civil. Uma das aplicações potenciais seria a otimização microestrutural e físico-químicas dos compósitos de matriz polimérica epóxi reforçados com fibra de vidro para confecção de vergalhões de GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) e/ou, em especial, nos nanocompósitos desta mesma matriz reforçados com nanotubos e/ou grafenos. Ademais o aço seja hoje um dos materiais mais utilizados na construção civil, possuindo um desempenho mecânico muito satisfatório, no entanto, apresenta como principal desvantagem sua susceptibilidade a corrosão/erosão, afetando a sua integridade estrutural reduzindo a vida útil em serviço ou durabilidade do concreto armado, principalmente pelo acúmulo de umidade, água do mar ou por fenômenos como chuvas ácidas. Assim, a combinação desse tipo de nanocompósito utilizando fibra de vidro e grafeno podem representar um aumento considerável em suas propriedades. Neste trabalho foram confeccionados corpos de prova de vergalhões GFRP a partir de 5 composições distintas: 2 compósitos de matriz epóxi/fibras de vidro 50:50 m/m com fibras orientada (rover) e o outra com fibras picada (FVP), e 3 outras variações nanocompósitos de grafeno (com 0,30%, 0,50% e 0,70% m/m). Foi projetado e construído um molde em alumínio (liga Al5083) para a moldagem por transferência da resina para obtenção e otimização do processamento destas amostras de compósitos e nanocompósitos. Foram na sequência realizadas caracterizações físico-químicas e avaliadas as propriedades mecânicas, triboquimicas e térmicas de corpos de prova (CPs) dos vergalhões de GFRP confeccionados. Por meio das microanálises obtidas na microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de análises química por espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS) foi possível obter a porcentagem de carbono, a dispersão e distribuição das fibras de vidro e das nanoplacas de grafeno, bem como avaliar a morfologia dos compósitos. Nas amostras dos vergalhões de GFRP foram realizados ensaios térmicos (DSC, TGA, ensaio de difusividade térmica por meio do método flash laser), mecânicos (flexão em 3 pontos e impacto) e de degradação salina para avaliação do tipo de desgaste triboquímico dos nanocompósitos com o objetivo de comparações dessas propriedades entre eles e também em relação aos vergalhões metálicos (CA50). A avaliação dos nanocompósitos com MEV/EDS mostrou um ligeiro aumento de carbono à medida que a concentração de grafeno aumenta nas amostras, confirmando a presença do grafeno adicionado durante o processamento dos CPs. Os valores obtidos para a resistência à flexão em 3 pontos mostraram que houve variação significativa desta propriedade para os diferentes compósitos, para a amostra G05 (0,5% de grafeno), o valor da resistência na flexão teve ganho de 41,1% em relação a amostra Rover (0% de grafeno), atingindo (80,8±1,0) MPa. Também os valores obtidos nos ensaios de impacto mostraram que a adição de grafeno no compósito também promoveu uma elevação significativa da resistência ao impacto em comparação a amostra Rover compósito tradicional, tendo a amostra G07 apresentado um aumento na resistência ao impacto de 43,5% em relação à amostra Rover. Os resultados compilados indicam que os nanocompósitos com grafenos para vergalhões GFRP possuem inúmeras vantagens competitivas em relação aos vergalhões de aço, podendo ser uma opção futura para trade-off em construções e.g. em ambientes maritimos.

A usinagem por descargas elétricas é um processo que vem sendo fortemente estudado por possibilitar que modificações superficiais sejam adquiridas ao mesmo tempo em que é feita a usinagem, integrando dois processos de fabricação em apenas um. Estudos anteriores já demonstraram que é possível aumentar a dureza superficial de uma peça quando usinada por descargas elétricas, utilizando uma solução aquosa de água deionizada e ureia como fluido dielétrico. O ganho de dureza ocorre em função da implantação de nitrogênio na camada superficial da peça, promovendo a formação de nitretos de ferro, que confere ao material maior resistência ao desgaste por deslizamento, por atrito e maior resistência à corrosão. Além de se utilizar água deionizada e ureia como fluido dielétrico, estudos mais recentes mostraram que a utilização de pós abrasivos misturados ao fluido pode melhorar o desempenho da usinagem. Desta forma, esta pesquisa objetiva investigar a influência da adição de pó de carbeto de silício (SiC) em diferentes proporções ao fluido dielétrico, formado por água deionizada e ureia, no processo de nitretação por descargas elétricas do aço ABNT 4140 utilizando cobre e grafita como eletrodo ferramenta.  Como critérios de avaliação do processo, técnicas de caracterização como microscopia óptica, difração de raios-X (DRX), microdureza Vickers e medição das rugosidades foram empregadas para atestar as análises e comparar os resultados obtidos da usinagem das amostras nas diferentes composições do fluido dielétrico. Além disso, foi investigado o desempenho da usinagem através dos principais parâmetros, como a taxa de remoção do material (TRM), desgaste do eletrodo (TD) e o desgaste volumétrico relativo (DVR). Através dos resultados obtidos, observou-se notável influência da adição do pó abrasivo ao fluido dielétrico, sendo evidenciado melhor desempenho de usinagem quando se utilizou pó de SiC na concentração de 30 g/l, no processo com eletrodo de cobree aumento de 156,4% na espessura da ZAC, quando se utilizou o SiC na concentração 30 g/l, na usinagem com eletrodo de grafita. Demais resultados encontram-se melhor detalhados ao longo do trabalho. 

Embargo.

As células de combustível estão sendo consideradas como a mais promissora fonte de energia do futuro, e reúne os requisitos necessários à preservação do meio ambiente, e às demandas de energia, sendo tidas hoje como fontes limpas, seguras e altamente eficientes no mundo moderno. Os avanços nas pesquisas realizadas nos últimos 40 anos tornaram as células a combustível competitivas e/ou viável para diversas aplicações. No Brasil, em razão do grande potencial hidroenergético e da tecnologia flex com o uso do etanol em automóveis, a utilização de células a combustível como sistema estacionário de geração de energia ou em veículos automotores, poderá ser extremamente viável devido a possibilidade de utilização concomitante com reforma catalítica do etanol para a produção do H₂. Neste trabalho foi estudado a confecção de componentes ativos destas células (catalisadores Pt/C e sem platinoides) a partir de compósito de óxido de grafeno utilizados como suporte e impregnados com platina e um outro possível catalisador pelo processo de fotodeposição à radiação UV. Como etapa preliminar, foi estudado também a influência da exposição à radiação UV de dois óxidos de grafeno utilizados como suporte de catalisador em 3 diferentes pH de solução. Primeiramente, resultados das técnicas de caracterização MEV-EDS, DRX, FTIR, TGA e Raman comprovaram a capacidade de fotoredução de grupos funcionais oxigenados dos GOs submetidos a radiação UV, sendo o pH ácido o mais efetivo e consequentemente o escolhido para o processo de fotodeposição. Posteriormente, o processo de exposição a radiação UV foi utilizado para a obtenção do catalisador sendo as formulações compostas pelos 2 GOs testados previamente em combinação com o precursor de platina H₂PtCl₆. Por último, uma formulação de catalisador contendo os dois óxidos de grafeno, um atuando como suporte e outro como catalisador foi obtida pelo mesmo processo. Os resultados das caracterizações MEV-EDS, DRX e FRX confirmaram o sucesso do processo de fotodeposição e ensaios de voltametria cíclica confirmaram o potencial eletroquímico dos materiais obtidos.

Mantas de nanofibras de acetato de celulose (AC) possuem grande potencial para aplicação como scaffold, na Engenharia de Tecidos Muscular Esquelético, por combinar propriedades como elevada área superficial, elevada porosidade e interconexão entre os poros, além de apresentar as características de biodegradabilidade, boas propriedades mecânicas e hidrofilicidade. Entretanto, algumas limitações precisam ser superadas, dentre elas, a baixa infiltração celular no interior de mantas de nanofibras eletrofiadas e a composição química que favoreça a interação biomaterial/células para geração do tecido vivo. Dessa forma, esse projeto propôs a modificação da superfície das nanofibras poliméricas de AC com partículas de alginato, através da combinação das técnicas de eletrofiação e electrospray, com objetivo de criar uma superfície com características químicas mais similares à matriz extracelular natural (MEC). Os parâmetros de processo e as características das soluções para obtenção de nanofibras de AC e partículas de alginato foram estudados separadamente. Posteriormente, foram realizadas adaptações no equipamento de eletrofiação, para a produção de nanofibras e nanopartículas em um único processo, produzindo um material híbrido. A caracterização morfológica das nanoestruturas obtidas foi realizada por MEV, a caracterização química por FTIR, a propriedade térmica foi avaliada por TGA, a hidrofilicidade foi avaliada a partir do teste de inchamento em meio líquido. As NFAC produzidas, pela técnica de eletrofiação apresentaram uma estrutura morfológica no formato cilíndrico e alongado com diâmetros na ordem de grandeza em torno de 181 nm. As partículas de alginato reticuladas apresentaram dimensões variando entre 146 e 1418 nm. As mantas de NFAC recobertas com partículas de alginato reticuladas apresentam diâmetros na ordem de grandeza em torno de 218 nm, variando o diâmetro médio de 143 a 291 nm. Verifica-se que as mantas de NFAC/ALG-R apresentaram maior intumescimento em comparação com as NFAC puras, apresentando uma porcentagem de absorção de água na faixa de 250 a 450%. Isso é um efeito positivo no cultivo de alguns grupos celulares in vitro que necessitam de um material com carga para melhor adesão, crescimento e diferenciação celular.

Materiais de autocicatrização ou autocura são uma classe nova de materiais inteligentes com a capacidade de recuperar parcialmente ou totalmente uma funcionalidade após surgimento de um defeito. Sabe-se que as propriedades mecânicas dos materiais cerâmicos limitam sua utilização em algumas aplicações, pois estão sujeitos a fraturas frágeis. A autocura aplicada a esses tipos de materiais pode aumentar sua vida útil e ser economicamente viável, uma vez que não será necessário à sua substituição sempre que surgir um defeito. Além disso a autocura pode ser realizada in situ, diminuindo dessa forma o tempo de reparo da peça. Dentro deste contexto, esse trabalho avaliou a capacidade de autocura de um material cerâmico produzido, por prensagem uniaxial à frio, com alumina (Al₂O₃), carbeto de silício (SiC) e óxido de magnésio (MgO). As matérias-primas foram caracterizadas por difração de raios X, fluorescência de raios X e granulometria por difração a laser. Os corpos de prova foram produzidos variando a proporção SiC/Al₂O₃ (0,2; 0,3 e 0,5) e mantendo fixas as porcentagens de MgO (3% em massa) e ligante (6% em massa). Para avaliar a autocura foi gerada uma descontinuidade na superfície dos corpos de prova (após secagem e sinterização à 1400ºC) utilizando um durômetro com indentador cônico de diamante e aplicando uma carga de 20 kfg. O tempo de cura no forno, com temperatura de 1000ºC, foi de 1 minuto, 30 minutos e 1 hora. Para avaliar a eficiência da autocura os corpos de prova (sinterizados, indentados e após a cura) foram analisados em junção da absorção de água, porosidade, densidade aparente e resistência à flexão. Os resultados mostraram uma redução da retração com o aumento do teor de carbeto de silício e diminuição do teor de alumina. O aumento do teor de SiC não influenciou no valor da densidade aparente e as amostras curadas apresentaram menores valores de absorção de água. Para menores teores de SiC houve o aumento da porosidade variando o tempo de cura, podendo estar relacionado à possível ocorrência de choque térmico nas peças e à formação de trincas. Aumentando o teor de SiC é possível perceber que com a cicatrização ocorreu uma diminuição da porosidade aparente, evidenciado para as amostras contendo 20% de SiC. A partir dos resultados obtidos é possível inferir que, para a mistura contendo 15% de SiC, os corpos de prova curados a 60 minutos tiveram um aumento na resistência à flexão de 84,9% quando comparados com os corpos de prova que foram apenas indentados e, que para os corpos de prova contendo 20% de SiC, esse aumento foi de 61,1% para o tempo de 30 minutos e, que para os corpos de prova contendo 30% de SiC, esse aumento foi de 41,9% para o tempo de 1 minuto . Para o tempo de cura de 30 minutos houve a redução do tamanho da descontinuidade nos corpos de prova em cerca de 19,1%, 14,8% e 18,93% para a formulação contendo 15%, 20% e 30% de SiC, respectivamente. Os resultados obtidos são indicadores de os materiais produzidos são capazes de auto cicatrização.

O presente trabalho avaliou o efeito da incorporação de óxido de grafeno reduzido (rGO) sobre o comportamento tribológico do polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE), em condições de contato por deslizamento, através da correlação entre a sua morfologia, suas propriedades mecânicas e de superfície com suas propriedades tribológicas. Os nanocompósitos poliméricos foram produzidos com adição de rGO na matriz de UHMWPE,  para as frações mássicas de 0,010%, 0,10%, 0,25% e 0,50%. Os ensaios de deslizamento foram realizados em configuração pino sobre disco, sendo o pino confeccionado em liga carbeto de tungstênio-cobalto e o disco constituído pelo polímero nanoestruturado. As superfícies desgastadas foram avaliadas por perfilometria e microscopia óptica, a fim de identificar as modificações nos mecanismos de desgaste decorridas. A morfologia dos nanocompósitos foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura e o grau de cristalinidade das amostras por calorimetria diferencial exploratória. As propriedades mecânicas foram avaliadas utilizando ensaios de dureza Shore D, microdureza Vickers e indentação instrumentada. As propriedades de superfície de ambas as faces (nanocompósitos e pino) foram avaliadas através de medidas de ângulo de contato, estimando a energia de superfície e os trabalho de adesão dos pares pino/nanocompósito. Os nanocompósitos com frações mássicas de 0,10% e 0,25% de rGO apresentaram maior grau de cristalinidade e morfologia com maior dispersão da nanocarga na matriz. Os valores de dureza Shore D e microdureza Vickers aumentaram progressivamente com o aumento da fração de rGO. Por outro lado, os maiores valores de dureza e módulo elástico instrumentados foram obtidos para os nanocompósitos com 0,10% e 0,25% de rGO, com aumentos de até 40%, essas composições também apresentaram menor trabalho de adesão com a superfície do pino. O coeficiente de atrito dos nanocompósitos apresentou uma redução de cerca de 50% em relação ao apresentado pelo UHMWPE puro. Os mecanismos de desgaste foram classificados em três cenários, sendo cada um corresponde a um grupo de nanocompósitos com diferentes frações de rGO e suas correspondentes características.

A literatura vem mostrando recentemente que os nanocompósitos de matriz de alumínio (Al) com reforço de grafeno (G) têm despertado atenção principalmente pela sua elevada relação propriedades físicas/densidade. O Al e suas ligas, por sua vez, são comumente empregados industrialmente nos setores elétrico, automotivo e aeroespacial em diversas aplicações que exigem materiais de alta resistência mecânica, boa condutividade, baixa densidade e uma significativa vantagem comparativa  custo-benefício. O grafeno, alotrópico do carbono apresenta baixíssima densidade, baixo coeficiente de expansão térmica, além de razoável propriedades mecânicas e elétricas. Neste trabalho buscou-se aprimorar o processamento por fusão em atmosfera inerte avaliar as propriedades de nanocompósitos de matriz da liga de alumínio SAE 323 com reforço de grafeno. O material grafenico utilizado possuía até 30 camadas, sendo adicionado nas proporções de 0,5%, 1% e 2% m/m. Para a obtenção dos corpos de provas (CPs) por fusão em forno resistivo adaptações para evitar oxidação foram realizadas com o uso de uma atmosfera de gás nitrogênio (N₂). Os ensaios de caracterizações físico-química e microestruturais dos CPs foram realizados por microscopia eletrônica por varredura acoplado análise de espectroscopia por energia dispersiva (MEV/EDS) utilizados para a determinação da porcentagem de carbono, para determinação da incorporação e dispersão de frações de grafenos e avaliar as morfologias. Já os ensaios mecânicos, elétricos e térmicos realizados foram: durezas (HB e HV) para avaliação das propriedades mecânicas; ensaio de condutividade elétrica para avaliar as propriedades de elétricas (condutância) e ensaio de condutividade térmica, através do método quadruplo térmico (flash laser) para avaliar as propriedades térmicas (condução térmica). Verificou-se que no nanocompósito que o material do reforço foram dispersos e encontrado tanto na matriz como em clusters, sendo que as propriedades mecânicas não apresentaram modificações, já as propriedades elétricas e térmicas foram levemente modificadas.

O comportamento térmico e óptico dos materiais são questões importantes
relacionadas ao consumo de energia e à aspectos econômicos. Este trabalho testa
cinco tintas diferentes aplicadas em chapas de aço. Foram medidos valores de
temperatura considerando três distâncias diferentes de uma fonte de radiação
infravermelha (lâmpada) e três configurações de fluxo de ar que atuam nas placas
revestidas. A refletância difusa das tintas também foi medida por um
espectrofotômetro para comprimentos de onda de 250 nm a 2500 nm. Termografia
por infravermelho e simulações usando software de elementos finitos também foram
realizadas como caracterizações complementares. Os resultados mostram os perfis
de temperatura para superfícies externas e internas das placas e para o interior de
um protótipo. Com base nesses testes, foram feitas análises do comportamento
térmico das configurações testadas, estimativa do coeficiente de condutividade
térmica. Também foi possível prever os benefícios ou penalidades econômicas na
compra de tintas com alta refletividade ao invés de tintas comuns. Algumas outras
análises, tais como: aparência da superfície, suposições sobre o comportamento
destes materiais no aquecimento e resfriamento, distribuição do fluxo de calor e
descontinuidades da superfície, também foram feitas para cada material. Os
resultados mostram que, proporcionalmente, a temperatura no interior foi mais alta
para tintas de alta refletividade, quando comparada à branca comum quando a fonte
de radição estava a 60 cm de distância. Por outro lado, as tintas de alta refeltividade
tendem a manter o interior "mais frio" quando as temperaturas externas são mais
altas. Com base nas medições realizadas, o uso de tintas especias de alta
refletividade, reduziu, na melhor das hipóteses, a temperatura interior do protótipo
em 9,1% (-2,83 °C) a 40cm da fonte de radiação e em 22,2% (-7,13 °C) para a
distância de 20 cm da fonte de radiação (quando comparada com a tinta branca à
base de acrílico comum). Comparando com a irradiação solar que atinge a superfície
da Terra, a fonte de radiação de 250 W de potência, em uma superfície de 0,09 m 2
de área, representa um valor cerca de 1300% superior. O estudo também mostrou
que a cor do pigmento tem uma grande influência nos resultados e, portanto, a a
tinta preta mostrou a pior eficiência, como era esperado.

Este trabalho tem por finalidade avaliar a potencialidade do uso de resíduo da mineração de feldspato potássico como matéria-prima para a síntese de materiais geopoliméricos que serão empregados na confecção de blocos intertravados para pavimentação. As organizações contemporâneas demonstram um interesse crescente na reutilização de resíduos sólidos oriundos de processos industriais com a intenção de reduzir impactos ambientais e reduzir gastos. Sendo que a atividade mineradora se configura como uma das principais geradoras de resíduos no Brasil. Em paralelo, os materiais geopoliméricos vêm ganhando destaque em estudos que o colocam como possível substituto do cimento Portland comum, devido às suas vantagens do ponto de visto ambiental. Neste trabalho, diferentes tipos de resíduos da mineração do feldspato potássico (cinza, amarelo, misto) serão submetidos a ensaios de caracterização (fluorescência de raios x, granulometria por difração a laser e difração de raios X) com o intuito de averiguar o potencial desses materiais como precursores para a produção de cimentos geopoliméricos. Serão realizadas diferentes formulações variando os teores do resíduo e dos ativadores. Os materiais geopoliméricos resultantes de cada formulação serão submetidos a ensaios de resistência à compressão, MEV, difração de raios x e BET em vistas de verificar o sucesso da reação de geopolimerização. A formulação que resultar em um geopolímero com uma maior resistência à compressão será utilizada para a fabricação de blocos intertravados e, estes, submetidos a ensaio de resistência à compressão e teste de abrasividade. Desse modo, será possível averiguar a viabilidade do uso do resíduo em questão e do emprego da geopolimerização na produção de materiais para pavimentação.

Nichos construídos são materiais que possuem carga biótica em sua composição e apresentam potencial de criar um ambiente colonizável por diversos organismos. Esse material tem sido estudado como potencializador de restauração de áreas degradadas após atividade minerária. Seu objetivo é mimetizar nichos ecológicos pré-existentes da área degradada e isso é possível dada a carga biótica local que esse material possui, fator agregado devido a utilização do solo da área afetada ou de áreas circundantes em sua composição. Neste estudo, objetiva-se avaliar a capacidade de um nicho construído promover o crescimento de espécies em laboratório e ser colonizado em ambiente natural de Campo Rupestre, o tipo vegetacional mais impactado pela mineração. Os nichos foram preparados a partir da combinação de diferentes proporções de rejeito de minério de ferro, solo e cimento. O uso de rejeito de minério de ferro como constituinte é uma alternativa para o uso do rejeito de forma a promover sua devolução ao meio ambiente de forma sustentável. Por meio de bioensaios realizados em condições laboratoriais controladas e em condições naturais de Campo Rupestre na região de Várzea do Lopes, foi analisado o estabelecimento de organismos na superfície dos nichos construídos. Os nichos foram caracterizados quanto à sua resistência mecânica (ensaio de compressão), microestrutural (MEV), composição química e mineralógica (DRX e FRX). Eles apresentaram potencial de restauração devido ao crescimento de organismos constatados no decorrer de 240 dias em condições laboratoriais e naturais. O crescimento de organismos no nicho construído pode ser um indicador de que esse material tem potencial de ser utilizado como um meio de restauração, promovendo a reabilitação de espécies e criando novos nichos ecológicos, acelerando a recuperação de ecossistemas em afloramentos rochosos do Campo Rupestre.

Materiais poliméricos termoplásticos apresentam elevado potencial de produção em larga escala e com baixo custo em aquecedores solares. Sua aplicação em coletores solares atualmente se restringe a aplicações em baixas temperaturas, e em geral para o aquecimento de piscinas. Sua maior limitação é sua eficiência térmica em relação aos coletores solares metálicos. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de compósitos de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) aplicando grafite de forma dispersa para aumentar a condutividade térmica do material. Inicialmente pellets de ABS virgem foram extrudados com adição de grafite disperso nas proporções de 1%, 2.5%, 5% e 10%. Foram produzidos também compósitos de ABS reciclado, de origem de lixo eletrônico, com grafite em fase dispersa nas proporções de 1%, 2.5%, 5%, 10% e 20%. Em seguida foram produzidos corpos de prova cilíndricos, por meio de termo moldagem, para a medição da condutividade térmica. As medições de condutividade térmica foram realizadas por meio do método de fluxo térmico radial, sendo observadas condutividades entre 0,21W/m K a 0,69 W/m K variando em função da quantidade de grafite empregado. Utilizando modelos e simulações numéricas constatou-se a possibilidade de obter ganho no desempenho térmico, na ordem de 5%, caso fosse empregado o compósito de ABS reciclado contendo 20% de grafite ao invés da utilização do polímero puro. Em analise numérica o aumento da condutividade térmica faz com que a temperatura de estagnação de um coletor solar hipotético seja reduzida. Considerando os valores de condutividade do ABS puro seria na ordem de 75ºC enquanto o ABS reciclado contendo 20% passaria para 68°C, reduzindo assim as solicitações térmicas as quais o coletor estaria exposto. Assim a utilização deste compósito apresentaria desempenho superior em relação ao polímero puro.

Devido à sua importância comercial, uma liga de alumínio-silício foi submetida à usinagem por descargas elétricas em meio aquoso contendo ureia, na tentativa de obtenção de uma superfície usinada enriquecida com nitrogênio e de maior dureza do que o metal base. As amostras foram usinadas em solução de água deionizada e ureia (33,33g/L) com diferentes eletrodos (cobre eletrolítico e grafita), e tiveram seus valores de microdureza Vickers medidos. Além disso, realizou-se ensaio de difração de raios-X para a identificação das fases cristalinas presentes na superfície, antes e depois do processo de usinagem. A morfologia e a espessura das superfícies usinadas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Com os testes realizados foi possível constatar que, após a usinagem por descargas elétricas, houve aumento de dureza superficial superior a 55% e surgimento de novas fases cristalinas na superfície usinada, possivelmente de óxidos e de nitreto de alumínio. A morfologia da superfície usinada apresentou elementos fragilizantes semelhantes aos relatados na literatura (poros esféricos e vazios de geometria irregular), sendo necessária uma otimização dos parâmetros de usinagem para corrigir este problema. Uma vez que os picos de nitreto coincidem com picos de óxidos de alumínio nos difratogramas, é necessária uma caracterização química complementar para a confirmação da ocorrência da nitretação.

O aço inoxidável martensítico fundido CA6NM é empregado na construção de rotores, componentes utilizados em turbinas hidráulicos. Sua escolha é devido ao custo de fabricação e ao desempenho em operação. Na reparação ou fabricação desses rotores é empregado um metal de solda similar, contendo 13% de cromo, 4% de níquel e 0,4% de molibdênio, com teores de carbono inferiores a 0,04%. Por meio do emprego do tratamento térmico de revenimento de duplo estágio, é possível obter maiores valores de tenacidade. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da temperatura sobre a microestrutura e tenacidade deste metal de solda, analisado em cinco diferentes condições, além de como soldado. As microestruturas foram analisadas por meio da Microscopia Ótica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A quantidade de austenita retida foi obtida por meio da realização da Difração de Raios-X (DRX). Foi realizada a caracterização mecânica do metal de solda, com a realização do ensaio Charpy com entalhe em V, para obtenção da tenacidade, e do ensaio de dureza Vickers. Em todas as condições analisadas formou-se austenita retida, porém, os maiores teores foram encontrados nos tratamentos térmicos de duplo estágio. O revenimento realizado a 580°C/2h foi o que levou à obtenção de menor fração de austenita retida, enquanto a 650°C/2h+580°C/4h foi obtido o maior teor desse constituinte. O valor da tenacidade do metal de solda apresentou relação diretamente proporcional à porcentagem de austenita retida encontrada. Já para a dureza, essa relação foi inversa. Em todas as condições analisadas, o material apresentou mais característica de fratura frágil. As melhores propriedades mecânicas, de acordo com o objetivo do presente estudo, foram encontradas no tratamento térmico de duplo estágio.

Os aços microligados ao nióbio e ao vanádio têm se destacado nos últimos anos, isso se deve ao grande potencial de utilização em aplicações estruturais, principalmente em produtos longos de alta resistência. A utilização desses elementos de liga, juntamente com o tratamento termomecânico controlado, proporciona a formação de uma microestrutura homogênea, o que aumenta a resistência mecânica concomitantemente com o incremento da tenacidade do material, isso ocorre devido ao refinamento de grão e à formação de precipitados, que é um fenômeno peculiar a esses aços microligados de alta resistência (ARBL). Entretanto, a utilização de elementos microligantes ainda não foi amplamente estudada, principalmente no que diz respeito aos aços com alto carbono equivalente. Um valor deste somado a presença de elementos como o V e o Nb pode levar a efeitos deletérios no material se não forem tomadas precauções durante o processo de soldagem. Estudos realizados indicam que os principais problemas encontrados na soldagem de aços microligados estão relacionados ao aporte térmico empregado, o que pode afetar as características da zona termicamente afetada (ZTA) desses metais. Dessa maneira, a escolha do ciclo térmico adotado, em função do valor do carbono equivalente e do tipo de elemento microligante poderá afetar a microestrutura e propriedades mecânicas da ZTA dos aços quando aplicados como barras de reforço estrutural. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos do aporte térmico e da adição de nióbio sobre a ZTA de aços microligados ao vanádio com elevado carbono equivalente destinados a aplicação como barras estruturais. Para tanto, foram refundidas em barras de aços microligados ao V e NbV pelo processo GTAW (Gas-shielded Tungsten Arc Welding). Os resultados indicam a região de grãos grosseiros da ZTA como sendo o local de maior criticidade durante soldagem desses aços. Podendo apresentar grão com crescimento anormal (>100µm) para soldagem com alto aporte térmico ou a presença de microestrutura martensítica em baixos aportes térmicos. Esses dois fenômenos também estão relacionados ao Pcm (parâmetro crítico do metal) e a adição de nióbio, que podem favorecer ou retardar essas ocorrências. Em contrapartida, os resultados não indicam a redução de dureza em nenhuma região da ZTA, mostrando ser uma vantagem, seja em termos de aporte térmico ou pela adição de Nb.

O aumento do uso dos materiais poliméricos, principalmente em aplicações estruturais, fomenta a necessidade de produção de peças maiores e mais complexas, atendendo a setores cada vez mais exigentes. Apesar da fácil processabilidade dos polímeros, propriedades como baixa temperatura de degradação, baixa condutividade térmica, baixa capacidade de difusão e baixa molhabilidade, além da grande variedade de grades e misturas, dificultam a união eficaz e com alta produtividade desses materiais. Dentro os diversos processos de união de polímeros, um dos mais recentes é o processo de soldagem por Friction Stir Welding (FSW), que se baseia no aquecimento e mistura do material devido ao atrito entre um pino em rotação e a peça. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da geometria, velocidades de rotação e deslocamento da ferramenta em soldas de chapas de policarbonato submetidas ao processo FSW. Foi observado que maiores velocidades de rotação da ferramenta geram um maior aumento de temperatura na peça, propiciando uma mistura mais homogênea e um cordão mais íntegro. Já o aumento da velocidade de translação reduziu as temperaturas de pico atingidas nas chapas soldadas por ambas ferramentas. A razão R/T foi calculada como 78,2 para a ferramenta de pino cilíndrico e 65,5 para a ferramenta de pino cônico, que produziu soldas com melhores propriedades mecânicas dado a maior superfície de contato com o substrato e menor volume de material afetado. O maior limite de resistência à tração médio encontrado, 33,96Mpa, equivale a 54% do limite de resistência do material como recebido, e foi registrado para a peça soldada com pino cônico com uma velocidade de rotação de 2160rpm e velocidade de soldagem de 40mm/min. Os resultados alcançados mostram a aplicabilidade da soldagem FSW em policarbonato, e a razão R/T possibilita a eficiente predição dos parâmetros para otimizar o limite de resistência à tração para cada ferramenta utilizada.

O mercado a cada dia torna-se mais competitivo, o que faz com que os Engenheiros e Cientistas de materiais desenvolvam mecanismos para obter soluções e processos mais econômicos. A usinagem por descargas elétricas (EDM) é um processo que está sendo pesquisado por permitir que algumas adaptações sejam realizadas obtendo viabilidade de usinar materiais metálicos, imerso em solução aquosa contendo ureia, gerando uma superfície enriquecida com nitretos. Processo este que aumenta a dureza da peça e consequentemente aumento da vida útil. Neste trabalho estudou-se a viabilidade de nitretar amostras de ferro fundido nodular austemperado (ADI) e verificar a formação da camada nitretada na superfície do material. Os ensaios para avaliação do processo foram: Ensaios de dureza da camada ZR e da ZAC, avaliando as propriedades mecânicas; por meio da difração de raios X (DRX), determinar os nitretos formados na camada nitretada; medir a espessura de camada nitretada, a formação da zona refundida e a zona afetada pelo calor (ZAC), utilizando a microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e avaliar o desempenho dos materiais cobre e grafita por meio de quantificar o desgaste dos eletrodos ferramenta de cobre e grafita em função do material removido, calculando a taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste do eletrodo de cobre e grafite ferramenta (TD) e desgaste volumétrico relativo (DVR). Os resultados mostraram formação de camada nitretada na superfície das amostras usinadas com os dois tipos de eletrodos. Observou-se aumento significativo dos valores da dureza.

A mudança na trajetória de deformação, proveniente da combinação de esforços mecânicos durante um processo de conformação, pode influenciar na resposta mecânica de muitas ligas metálicas, que dependerá do processamento mecânico imposto e das particularidades estruturais da liga. Apesar do aço inoxidável AISI 430 ser ferrítico, austenita pode ser obtida em sua microestrutura em elevadas temperaturas, tornando-o apto a sofrer endurecimento devido à formação de martensita durante o tratamento térmico de têmpera. O comportamento mecânico do aço inoxidável ferrítico AISI 430, em função da mudança da trajetória de deformação com tratamentos térmicos, foi estudado. Neste caso, chapas de aço inoxidável ferrítico AISI 430 foram caracterizadas por meio de ensaios de tração, cisalhamento, microdurezaVickers, ensaio metalográfico e difração de raios X, em seu estado inicial e após tratamentos térmicos de recozimento e de têmpera. Amostras foram recozidas, pré-deformadas (em tração, em cisalhamento, em cisalhamento direto-reverso, em laminação e em combinações de tração com cisalhamento e de laminação com cisalhamento), tratadas termicamente em têmpera e, posteriormente, tracionadas e/ou cisalhadas. O tratamento térmico de têmpera promoveu a formação de martensita no aço AISI 430, aumentando a resistência mecânica e diminuindo a ductilidade do material, mesmo quando foi imposta pré-deformação ao aço antes da têmpera. De modo adicional, verificou-se a ocorrência do efeito Bauschinger quando o aço foi submetido a carregamentos do tipo cisalhamento direto/cisalhamento reverso, com a realização de têmpera entre os carregamentos. De forma geral, quanto menor a quantidade de pré-deformação imposta, maior a resistência mecânica do aço AISI 430 após o tratamento térmico de têmpera, indicando que a menor densidade de discordâncias favoreceria a transformação martensítica.

Compreender os fenômenos que ocorrem durante os processos de usinagem contribui para o aumento da previsibilidade dos mesmos, o que possibilita uma maior eficiência durante a fabricação. A compreensão da influência das variáveis e dos parâmetros de usinagem é de fundamental importância para entender o comportamento do processo. O fresamento é caracterizado pela alta taxa de remoção de material e pelo corte interrompido. Essa intermitência faz com que a ferramenta de corte seja submetida a variações cíclicas de temperatura e tensão, o que desfavorece a aplicação de fluido de corte pelo método tradicional no processo. Diante disso, neste trabalho foi avaliado a influência da direção de usinagem na evolução do desgaste da ferramenta de corte no fresamento frontal do aço SAE 1045 a seco e com aplicação de fluido de corte por meio da técnica de mínima quantidade de lubrificante. As direções de usinagem adotadas foram a longitudinal, ao longo do comprimento do corpo de prova, e a transversal, ao longo da largura do mesmo. Foram utilizadas barras de seção quadrada do aço SAE 1045 laminado com dimensões de 100mm x 400mm, além de ferramentas de corte de metal duro. Os ensaios foram conduzidos a seco e com aplicação do MQL com dois fluidos diferentes. Em cada condição de teste os corpos de prova foram usinados na direção longitudinal e transversal, o que resultou em um total de seis condições de ensaio. Simultaneamente aos ensaios de fresamento, foram coletados os sinais de vibrações mecânicas do sistema A evolução do desgaste nas ferramentas de corte foi analisada com o microscópio óptico. A cada parada para análise das ferramentas foi avaliado o acabamento superficial nos corpos de prova. Ao fim dos ensaios em cada condição as ferramentas foram analisadas pela microscopia eletrônica de varredura, o que possibilitou a identificação das formas e dos mecanismos de desgaste atuantes. De um modo geral, observou-se que a aplicação do MQL foi benéfica para a vida das ferramentas e, em alguns casos, melhorou o acabamento superficial da peça. Os sinais de vibrações mecânicas coletados mostraram relação com a evolução do desgaste nas ferramentas.

O presente trabalho avaliou o comportamento mecânico de compósitos cimentícios de alto desempenho reforçados com fibras (CCADRF), antes e após tratamento térmico. Para isso, foram moldados corpos de prova reforçados com 1%, 3% e 5% de fibras em volume, utilizando a metodologia de calda infiltrada, após dispersão do reforço nos moldes. A concentração das fibras se deu na região sujeita à tração durante solicitações da flexão. Após a cura de 7, 14 e 28 dias, todos os exemplares foram ensaiados à flexão, sendo que a metade passou por tratamento térmico a 250°C, com aquecimento gradativo em forno elétrico. Foi observado que a exposição à temperaturas em torno de 250°C melhora o desempenho mecânico do CCRF, com a distribuição de fibras proposta. O compósito reforçado com 5% de fibras, submetido a tratamento térmico, apresentou resistência na flexão entre sete a oito vezes maior se comparado ao grupo controle sem reforço e sem aquecimento. Os resultados da análise estatística revelaram que o aumento da idade, o acréscimo do teor de fibras e a aplicação do tratamento térmico, contribuíram para o aumento da resistência, tenacidade e deflexão. O ensaio de pull-out revelou que a ligação fibra-matriz é coesa e confirmou a influência do tratamento térmico no mecanismo de adesão fibra-matriz. As imagens obtidas por microscopia digital e eletrônica de varredura ajudaram no entendimento da interface fibra-matriz, exibindo a superfície de ligação entre os elementos do compósito, e confirmou que o tratamento térmico promove alteração da superfície das fibras de aço. Os perfis de fissuração não exibiram um padrão definido e apresentaram delineamentos distintos, com distorções e tendência à inclinação, conforme o teor de fibras aumenta.

Os aços inoxidáveis duplex (AIDs) são ligas metálicas que possuem uma microestrutura constituída por frações volumétricas aproximadamente iguais de ferrita (a) e austenita (g). Devido a tal fato, esse tipo de material possui uma excelente combinação de propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Em razão disso, os AIDs são amplamente utilizados em diversos seguimentos. No entanto, quando os AIDs são expostos a temperaturas elevadas (650 a 950ºC) sua microestrutura pode sofrer modificações e apresentar fases deletérias, que deterioram suas propriedades. Dentre essas fases, as mais prejudiciais são as fases intermetálicas sigma (s) e a chi (c). Tais fases, mesmo em pequenas frações podem provocar quedas significativas nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão dos AIDs. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar o material a partir das condições de tratamentos térmicos em que este foi submetido, analisar a influência das fases intermetálicas, especialmente a fase s, nas propriedades mecânicas do aço inoxidável duplex UNS S31803 e determinar a cinética de formação da fase s. Para tal fim, inicialmente foi realizado uma simulação termodinâmica computacional para calcular a fração das fases presentes no equilíbrio. Posteriormente, foram realizados TTs de envelhecimento isotérmico à 750, 800 e à 850ºC em tempos distintos para induzir a precipitação de fase s. Subsequentemente, as amostras foram submetidas à preparação metalográfica. Posteriormente, o material foi caracterizado microestruturalmente através das técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X (DRX). Em seguida, foi realizada a quantificação das fases presentes no material a partir das técnicas de estereologia quantitativa e ferritoscopia. E finalmente, foi proposto um modelo para predizer a cinética de formação da fase s (energia de ativação) a partir da equação de Avrami. Além disso, também foram realizados ensaios para caracterização mecânica do material através dos ensaios de dureza, ultramicrodureza, tração e impacto (Charpy-V).Resultados das técnicas de caracterização microestrutural evidenciaram que a fase s se precipitou de forma gradativa na microestrutura do material em função do tempo de exposição do material ao TT, porém existem desvios significativos entre as técnicas de quantificação de fases. Além disso, resultados da caracterização mecânica evidenciaram que o aumento da fração de s na microestrutura do material aumenta a dureza, o limite de escoamento, o limite de resistência à tração e diminui o alongamento, além da tenacidade ao impacto, deteriorando assim as propriedades mecânicas do material.

O crescente desenvolvimento tecnológico cada vez mais exige materiais e componentes de elevados desempenhos mecânicos, térmicos, resistência química associados à baixa massa específica. Estas demandas podem ser encontradas nos materiais compósitos de matriz polimérica epóxi reforçados com fibra de carbono. Além disto, a dopagem deste tipo de compósitos com nanotubos de carbono (NTC) potencializa ainda mais as suas propriedades. Neste trabalho foi avaliado a formação de uma nova fase em compósitos na região de interface entre a matriz epóxi e fibras de carbono oxidadas com sizing de nanotubos de carbono funcionalizados, além de avaliado variações na resistência mecânica. Foi realizado o sizing de nanotubos de carbono nos teores de 0,10%, 0,30% e 0,50% pelo método de coating. As micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram boa dispersão na deposição de 0,10% e 0,30% de NTC, enquanto o teor 0,50% apresentou a formação de aglomerados. A avaliação da interface nos compósitos empregando microscopia de força atômica (AFM) indicou a formação de uma nova fase após o tratamento superficial das fibras, enquanto a microscopia eletrônica de varredura mostrou uma melhor adesão da resina epóxi nas fibras de carbono após fratura para os teores de 0,10% e 0,30% de nanotubos de carbono. O ensaio de tração mostrou um aumento de 24,2% na tensão limite de ruptura, 18,0% no módulo de elasticidade e 22,2% na tenacidade para deposição de 0,10% de NTC, enquanto o ensaio de flexão mostrou um aumento de 30,16% na tensão limite de ruptura e aumento de 77,2% no módulo de elasticidade para 0,10% de NTC depositados. A deposição de 0,50% não apresentou variações significativas. Os valores para resistência ao impacto foram estatisticamente iguais para todas amostras. Os resultados indicam a formação da interfase de maior resistência mecânica nos compósitos confeccionados após sizing de NTC em 0,10% e 0,30%, o que reflete nas suas melhores propriedades mecânicas.

Aços ferramenta para trabalho a quente são aqueles utilizados em ferramentais que trabalham a elevadas temperaturas chegando a ultrapassar 500°C em operação. São aplicados principalmente na confecção de matrizes de forjamento, extrusão e fundição sob pressão. Precisam apresentar características tais como, alta tenacidade, resistência ao revenido, resistência mecânica a temperaturas elevadas, alta condutibilidade térmica e dentre outras. Dessa forma, o tratamento térmico é a etapa que define as propriedades mecânicas finais desses materiais, sendo considerado o passo mais crítico do processo de construção de ferramentais, apesar de compreender apenas 5% de seu custo total. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência microestrutural e no comportamento mecânico de três diferentes aços ferramenta para trabalho a quente, AISI H11, AISI H13 e DIN 1.2367, quando submetidos a diferentes parâmetros de tratamento térmico de têmpera e revenimento subsequente. A avaliação foi realizada mediante o uso das técnicas de microscopia óptica e de varredura, bem como por meio de ensaios mecânicos de dureza, microdureza, impacto e tração. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura de austenitização na têmpera promove um aumento de dureza dos materiais, em função do aumento da fração volumétrica da martensita formada, em detrimento da microestrutura essencialmente ferrítica com carbonetos dispersos observados nas ligas recozidas. Observou-se, ainda, a evolução microestrutural em função do aumento da temperatura de austenitização.Foi verificado o fenômeno o de endurecimento secundário experimentado por estes materiais na etapa de revenimento, bem como a influência da temperatura de austenitização e de revenimento no comportamento mecânico dos materiais.

A aplicação das ligas de titânio no mercado tem boa aceitação e notoriedade em diversos segmentos, como na indústria aeroespacial, naval, biomédica e aeronáutica. A diversidade em suas aplicações se deve basicamente pela associação de diversas propriedades mecânicas e físicas que são interessantes na atividade industrial, como por exemplo, boa resistência à tração, resistência à corrosão, estimável capacidade criogênica e baixa densidade. Contudo as ligas de titânio não apresentam boa resistência ao desgaste impedindo muitas vezes de utilizá-las como matéria prima de peças sujeitas ao deslizamento. A fim de melhorar a resistência ao desgaste, estudos realizados mostraram capacidade de nitretar à camada superficial de amostras de titânio através da NDE (Nitretação por Descargas Elétricas), associando o processo de usinagem ao tratamento termoquímico, possibilitando combinar técnicas outrora realizadas separadamente. Pesquisas ainda mostraram que ao combinar pós-abrasivos como o carbeto de silício ao fluído dielétrico significativas mudanças foram alcançadas, como melhoria na taxa de remoção do material, na redução da rugosidade superficial, da taxa de desgaste do eletrodo. O presente trabalho tem como proposta nitretar por implantação iônica uma liga de titânio Ti6Al4V em uma máquina de EDM (Usinagem por Descargas Elétricas) utilizando com fluido dielétrico água deionizada e uréia com adição do pó abrasivo de carbeto de silício. Os eletrodos ferramenta utilizados foram o cobre eletrolítico e a grafita. Foram aplicadas técnicas de caracterização como microscopia óptica (MO), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) microdureza e medição da rugosidade superficial.

OO presente trabalho busca produzir materiais álcali-ativados (MAAs) com propriedades descontaminantes a partir de resíduos industriais. Diversas pesquisas na área relatam resultados promissores para os MAAs, muitas vezes superando o desempenho do cimento Portland comum (CPC) em diversas aplicações. Para elaborar esses MAAs serão utilizados dois precursores, ambos resíduos industriais, um deles é proveniente do material que é disposto em pilhas de estéril em uma mina de fosfato; o outro se trata de cinza volante de biomassa (CVB) produzida durante a queima de eucalipto para geração de energia. Os materiais foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), de difração de raios X (DRX) e de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), além de ensaios de massa específica, perda ao fogo (PF), termogravimetria (TGA) e granulometria.  A revisão da literatura corrobora com a possibilidade de álcali-ativar esses tipos de materiais e provê uma faixa de valores para modificação das variáveis; dessa forma foi realizado um planejamento experimental baseado em modelamento de misturas para obter o ponto ótimo nas proporções de precursor e ativador a fim de entender como cada variável e/ou interação afeta os resultados e direcioná-los ao ponto de melhor resposta. Uma vez produzidos os MAAs, estes foram avaliados em termos de resistência mecânica e durabilidade por meio de ensaios padronizados para cimento Portland, além disso as fases formadas na estrutura foram analisadas por MEV. Por último, o potencial descontaminante foi avaliado por meio da imersão dos corpos de prova em solução aquosa com corante orgânico, a concentração da solução foi determinada com auxílio de equipamento de UV-Vis.

O Ferro Fundido Branco Alto Cromo (FFBAC) é um tipo especial de ferro fundido que recebe adições de elementos de liga. O FFBAC recebe adições de até 30% de cromo, segundo norma American Society for Testing Materials (ASTM) A 532, conferindo a este material uma alta resistência ao desgaste e corrosão. O FFBAC é utilizado em ambientes de regime severo de desgaste, se mostrando como um dos materiais com melhor relação custo-benefício para este tipo de regime. A mineração é um exemplo de aplicação deste material em peças como placas de desgaste e bombas de polpa de minério. Pesquisas realizadas adicionando nióbio a esta liga obtiveram resultados positivos, aumentando a resistência ao desgaste com inserções de percentagens de massa entre 0,5% e 1% de nióbio em peso. O FFBAC é considerado um material de difícil usinabilidade em função do alto teor de carbonetos, que associados a matriz, formam uma microestrutura rígida e de alta dureza. O material utilizado na pesquisa foi desenvolvido pelo processo de fundição e posteriormente caracterizado, visto que não é um material comercial e que o conhecimento da sua microestrutura e suas propriedades são importantes para avaliar as características deste material em relação sua usinabilidade. A usinabilidade foi analisada no material com e sem adição de nióbio, no processo de torneamento variando-se os parâmetros de corte: velocidade de corte; avanço e condição de corte a seco e lubri-refrigerado. Os parâmetros de saída analisados foram: vida das ferramentas; rugosidade e mecanismos de desgaste. A adição de nióbio provocou redução da fração volumétrica de carbonetos, redução de dureza, refinamento da microestrutura e contribuiu de forma positiva na usinabilidade do FFBAC. O aumento da velocidade de corte impacta fortemente na redução de vida das ferramentas de corte, o aumento do avanço pode ser interessante no aumento de volume removido, tendo baixo impacto sobre a vida da ferramenta. A utilização de fluido de corte pode trazer contribuições significativas ao processo, principalmente em relação a rugosidade e a vida útil das ferramentas. O fluido de corte tem influência sobre os mecanismos de desgaste das ferramentas.

As pesquisas sobre superfícies autolimpantes vem ganhando espaço tanto na área acadêmica quanto comercial devido às várias aplicações possíveis para este tipo de superfície, como tecidos, janelas, espelhos, módulos fotovoltaicos, etc. Um dos materiais mais utilizados como filmes finos autolimpantes é o dióxido de titânio (TiO₂), isso porque trata-se de um composto abundante na natureza, não tóxico, causa impacto ambiental reduzido, apresenta alta atividade fotoquímica, baixo custo, estabilidade química em sistemas aquosos  em uma ampla faixa de pH e baixo valor de band gap(3,2eV para o anatásio). A propriedade autolimpante dos filmes finos de dióxido de titânio está ligada a dois fatores: hidrofilicidade fotoinduzida e atividade fotocatalítica.Neste trabalho, será avaliada a capacidade de autolimpeza de alguns filmes finos a partir da comparação de substratos de vidro sem revestimento com substratos revestidos por filmes finos TiO₂ puro, compósitos de TiO₂/SiO₂ e compósitos TiO₂/SiO₂ dopados com o metal de transição cobalto. Os filmes foram obtidos através da tecnologia sol-gel via processo de imersão denominado de dip-coating. Além da caracterização dos filmes obtidos pelas medidas de transmitância e de ângulo de contato, especial atenção será dada à sujidade (efeito soiling) depositada sobre os substratos de vidro, recobertos e não recobertos, em decorrência da exposição destes ao ambiente por um período de 10 meses. A exposição ocorrerá em uma área urbana da cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais. O estudo do soiling será feito em duas etapas: caracterização mineralógica e microbiológica. O principal objetivo do trabalho é relacionar a composição dos filmes finos com a quantidade e composição da sujidade depositada, avaliando, assim, a propriedade autolimpante dos filmes e verificando se eles são capazes de inibir ou reduzir o acúmulo de sijidades ou o   desenvolvimento de biofilmes.

O cimento Portland é o material mais utilizado no mundo, portanto, melhorias quanto ao custo, qualidade e eficiência são importantes. Partindo desse propósito, vários materiais são estudados com o objetivo de substituir parcialmente o clínquer utilizado na produção do cimento. Em particular, dois rejeitos industriais podem promover essa substituição, sendo eles, a mistura exaurida proveniente da fabricação do magnésio metálico, como fonte de óxidos e silicatos de cálcio, e a lama vermelha, um resíduo proveniente do refino da bauxita, em virtude da sua composição indicar propriedades pozolânicas. O presente trabalho fez a caracterização química e física dos matérias em estudo, por meio dos ensaios de de fluorescência de raios X (FRX), análise granulométrica, difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), Luxan, Chapelle e análise termogravimétrica. O percentual total de substituição do cimento Portland pelos dois rejeitos foi de 25 %, com variações da quantidade individual de mistura exaurida e lama vermelha. Foram moldados corpos de prova cilíndricos e prismáticos, para avaliar a resistência mecânica e porosidade, nas idades de 7, 28 e 91 dias, por meio do ensaio de absorção de água e ensaios mecânicos de compressão e flexão. A granulometria fina (inferior a 45 µm) e menor absorção de água pelo compósito com substituição, indicam um possível efeito filer do material em estudo. Os ensaios Luxan e Chapelle mostraram que existe atividade pozolânica no material. As respostas obtidas pelos ensaios mecânicos foram favoráveis devido à substituição não comprometer o desempenho do material, apresentando resultados de resistência à compressão maiores que o estabelecido em norma (40 MPa). A resistência a tração na flexão foi compatível à referência. A utilização dos rejeitos como substituinte ao cimento Portland, mostrou-se eficaz promovendo um menor gasto energético, diminuindo as emissões de CO₂ e dando destinação sustentáveis a rejeitos industriais.

A reparação óssea é um importante problema enfrentado pela cirurgia ortopédica maxilofacial em função de danos causados por tumores, infecções extensas, malformações ou perda óssea por traumas. Atualmente, a grande demanda por transplantes e enxertos de órgãos e tecidos tem impulsionado a busca por materiais capazes de atuar no processo de reparação tecidual. Os biomateriais têm como finalidade, através do contato com a interface dos sistemas biológicos, avaliar, tratar, aumentar ou substituir um tecido, órgão ou função do corpo. Neste contexto, a celulose aparece como uma opção cada vez mais pesquisada em função de suas características de biodegradabilidade, biocompatibilidade, baixo custo e por ser uma alternativa sustentável. Diferentes formas de celulose isolada e seus derivados, assim como associadas a outros biomateriais, tem sido cada vez mais pesquisadas para uso como matriz em processos de reparação tecidual. Considerando as características da celulose como biomaterial, esse estudo visa caracterizar a folha vegetal nativa e após processo químico utilizando soluções iônicas e não-iônicas, estabelecendo análise comparativa das alterações provocadas pelo processamento e seu potencial para utilização como matriz bidimensional em reparo de tecido ósseo. Foram utilizadas técnicas de imersão e perfusão nos detergentes como protocolos, além de exposição de algumas amostras ao glutaraldeído tendo como finalidade a reticulação da matriz polimérica e também ao fluido corporal simulado (SBF-Simulated Body Fluid). O material final foi submetido às análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Ao final das caracterizações concluiu-se que o protocolo utilizado é uma opção viável para o processamento da celulose, de baixo custo, que produz alterações estruturais aceitáveis no produto final, porém ensaios como a quantificação de DNA vegetal e ensaios de citotoxicidade são sugeridos como complementação.

Ferros fundidos de alto cromo (FFAC) são ligas importantes para aplicações em que a resistência à abrasão é necessária, como processamento de minério, bombeamento de fluido abrasivo e em indústrias de fabricação de celulose. Essa alta performance em relação a desgastes severos se deve à presença de carbonetos imersos em uma matriz constituída principalmente de martensita e austenita. A microestrutura do material pode ser alterada pela adição de elementos químicos e tratamento térmico, visando melhoria de propriedades mecânicas. Neste trabalho, foi avaliada a influência do tratamento térmico de desestabilização - 950°C, 1000°C e 1050°C - nas propriedades mecânicas de uma liga de ferro fundido branco de alto cromo com adição de 0,5% de nióbio. A microestrutura hipoeutética foi afetada pelo tratamento térmico, a matriz transformou-se em predominantemente martensítica e houve precipitação de carbonetos secundários. Os carbonetos de nióbio formaram aglomerações em forma de lâminas (blade-type) e pétalas (petal-type). As amostras desestabilizadas a 1000°C e 1050°C apresentaram os menores valores de desgaste e também maiores valores de microdureza da matriz. A resistência ao desgaste foi proporcional à microdureza da matriz. O tamanho dos carbonetos secundários pode ter exercido influência na taxa de desgaste. O mecanismo de desgaste atuante foi de deformação plástica preferencial na matriz com microcorte e microssulcamento. Os valores da rugosidade média, Sa, foram inversamente proporcionais a resistência à abrasão e valores de Sp e Sv diminuíram com o aumento da temperatura de desestabilização.

O presente trabalho avaliou a possibilidade do uso de um rejeito de minério de ferro como adição para substituição parcial do cimento Portland em compósitos cimentícios. O rejeito de minério de ferro foi processado moagem e calcinação nas temperaturas de 500 e 750°C. Para a caracterização foi realizada análise visual, microscopia eletrônica de varredura (MEV), granulometria a laser, difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X, análise termogravimétrica (TGA). Os rejeitos de minério de ferro in natura e calcinados tiveram sua pozolanicidade avaliada por meio do método de Luxan.  Após a caracterização, os rejeitos foram utilizados na confecção de corpos de prova de argamassa com 10, 20 e 30% de substituição em peso do cimento Portland. Os compósitos foram submetidos a ensaio de compressão, com idades de 3, 7, 28 e 91 dias, ensaio de tração na flexão, com idades de 28 e 91 dias, e ensaios de absorção de água e ataque com ácido sulfúrico, com idades de 28 dias. Os resultados do ensaio de Luxan mostrou que os rejeitos calcinados apresentam propriedades pozolânicas. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram queda na resistência, mas com valores acima de 30MPa para as substituições de 30% aos 28 dias. Em relação à resistência ao ataque ácido, a substituição do cimento pelo rejeito apresentou ótimos resultados. De maneira geral, a utilização do rejeito de minério de ferro em substituição ao cimento em argamassas é uma alternativa viável para a imobilização deste resíduo industrial.

Os aços assistidos pelo efeito TRIP apresentam grande potencial e aplicabilidade na indústria automobilística devido às suas combinações ótimas de propriedades, que permitem a produção de chapas mais finas sem o comprometimento do desempenho dos componentes. A excelente combinação de alta resistência mecânica, ductilidade e elevada resistência ao impacto observada nos aços TRIP se deve a estrutura multifásica presente nestes aços, produzida em geral por um processamento térmico que consiste em um aquecimento intercrítico seguido de tratamento isotérmico na faixa de transformação bainítica. Neste trabalho foram analisados os efeitos das temperaturas de recozimento intercrítico e de transformação bainítica, bem como do tempo de tratamento isotérmico, na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço assistido pelo efeito TRIP.As análises foram conduzidas em termos de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, difração de raios-X, ensaios de dureza, ensaios de tração e análises referentes ao comportamento de encruamento do material por quatro métodos distintos: linearização da curva σ x ε, taxa de encruamento, expoente de encruamento instantâneo e análise de Crussard-Jaoul. O aumento do tempo de austêmpera favoreceu a formação de bainita com morfologia em ripas e permitiu maior retenção de austenita no material, resultando em menores valores de dureza e limite de escoamento. A redução na temperatura de austêmpera favoreceu o refinamento da estrutura bainítica e resultou em frações de austenita retida inferiores, porém com maior teor de carbono. Em geral, a utilização de uma menor temperatura intercrítica promoveu menores valores de dureza devido ao aumento da fração volumétrica de ferrita. Quanto aos métodos de encruamento utilizados, a análise pelo expoente de encruamento instantâneo apresentou-se como a mais adequada para a avaliação do comportamento de deformação do aço estudado.

Em 2010 cerca de 60 mil toneladas de sucata de para-brisas foram geradas no Brasil, no entanto, apenas 8% desse total foram recicladas. Os para-brisas atuais são de vidro laminado, que consiste em duas camadas de vidro com uma camada de filme do polímero polivinil butiral (PVB) entre eles. Apesar do vidro e do PVB serem recicláveis, eles precisam ser separados e esse processo de separação dificulta a reciclagem dos para-brisas. O método mais utilizado de separação entre o PVB e o vidro é o método da trituração, no entanto, esse processo não permite reciclar 100% dos materiais, uma vez que parte dos cacos de vidro gerados durante a trituração ficam aderidos ao PVB, gerando um resíduo com cerca de 30% da massa inicial do para-brisa. O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de um processo para separação completa entre filme PVB e o vidro dos para-brisas, permitindo a reciclagem do vidro e do PVB sem geração de resíduos. Foram utilizados corpos de prova de vidro laminado plano para estabelecer os parâmetros do processo. O processo foi testado para amostras de para-brisas do automóvel Fiat Palio, foram testadas amostras de para-brisas das marcas Pilkington e Saint-Gobain Sekurit. O método desenvolvido neste trabalho consiste em três etapas sendo elas: fragmentação do vidro, ataque termoquímico e remoção dos fragmentos de vidro remanescentes. Como resultado obteve-se o filme de PVB livre de fragmentos de vidro, o que permite a reciclagem do polímero e do vidro.

O endurecimento decorrente do efeito Bake Hardening, BH, foi estudado neste trabalho. Este método é comumente utilizado para aumentar a resistência mecânica de aços na indústria automobilística. Tal mecanismo de endurecimento depende de diversos parâmetros, como as condições usadas para a deformação plástica do material, da temperatura e tempo do tratamento térmico, da composição química do aço, dentre outros. Considerando essa abordagem esse trabalho apresentou um estudo do endurecimento por efeito Bake Hardening para o aço BH220 no estado laminado com 1% de pré-deformação após a execução de uma operação de estampagem mediante a análise do aumento da resistência mecânica. As amostras foram tiradas a 0° e a 90° em relação à direção de laminação. A análise da resistência mecânica foi feita utilizando-se as técnicas de tração, com pré deformações variando de 0,4 até 3% e da técnica de cisalhamento, com pré deformações partindo de 0,4% e alcançando valores de 11%. Os resultados indicaram forte influência da posição das amostras retiradas do produto estampado no endurecimento por encruamento, bem como da deformação plástica aplicada ao aço BH220. As amostras retiradas do produto estampado e deformadas em tração na condição laminado1% revelaram que a direção C desse produto foi a que exibiu o maior endurecimento por encruamento. De modo geral verificou-se nas amostras retiradas a 90°DL  comportamento mecânico diferenciado em tração e em cisalhamento: sendo observado um aumento do efeito BH com o acréscimo da quantidade de pré-deformação enquanto em cisalhamento notou-se uma queda do efeito BH com o aumento da quantidade de pré-deformação em cisalhamento. As respostas do material variaram também em virtude do modo de deformação aplicado. Em termos de tração houve endurecimento do material, enquanto que em cisalhamento houve amaciamento para determinadas situações.

Nanopartículas superparamagnéticas de óxidos de ferro (SPIONs) tem sido intensamente estudada para diversas aplicações industriais, ambientais e biomédicas. No campo dos biomateriais, as nanopartículas apresentam propriedades importantes para aplicações em tratamento de câncer por hipertermia, agentes de contraste de ressonância magnética, entrega controlada de drogas, entre outras aplicações. Nesse trabalho, nanopartículas superparamagnéticas de óxidos de ferro foram sintetizadas pela rota de coprecipitação e funcionalizadas com ácido oleico em mono e bicamada. Foram realizados ensaios de caracterizações físico-químicas, através de análises de microscopia eletrônica de transmissão (MET) comprovaram tamanho de partícula igual ou inferior a 10 nm, análises de magnetização (em magnetómetro de amostra vibratório – VSM) comprovaram o caráter superparamagnético do material sintetizado e os resultados de espectroscopias Mössbauer e de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) comprovaram as fases presentes e a ligação covalente das moléculas de ácido oleico na superfície das nanopartículas, estabelecendo o potencial uso terapêutico das nanopartículas de magnetita superparamagnética.

A compreensão dos fenômenos que ocorrem durante a usinagem permite o aumento da previsibilidade do processo, levando ao aumento da produtividade durante a fabricação. Conhecer bem as variáveis e os parâmetros de usinagem é de fundamental importância para entender o comportamento na interface entre a ferramenta e a peça de trabalho. Por ser um processo intermitente, o fresamento submete a ferramenta de corte a variações cíclicas de temperatura e tensão, geradas pelo movimento de rotação da fresa durante a usinagem. Este trabalho tem o objetivo de analisar o desgaste das ferramentas de corte no fresamento frontal de peças com diferentes geometrias. Essas variações provocam avarias e desgastes, que podem ocasionar a quebra e consequente fim da vida das ferramentas. Fatores como o comprimento e a geometria da peça influenciam no número de entradas e saídas da ferramenta na peça, intensificando o seu desgaste. No trabalho foram realizados ensaios de fresamento frontal em duas barras de aço SAE 1045 com diferentes geometrias, mantendo-se todos os parâmetros de corte constantes. Para diferenciá-las, foram usinados canais em uma delas, respeitando-se o comprimento de corte total, que foi de 300mm. Após uma quantidade definida de entradas e saídas de corte, as ferramentas passaram por sucessivas análises em microscópio óptico e medição de massa, com o intuito de identificar e caracterizar as formas e os mecanismos de desgaste presentes. Concomitantemente, foram coletados sinais de vibrações mecânicas do sistema composto pelos corpos de prova e as ferramentas de corte, com o objetivo de ratificar a influência da geometria das peças na evolução do desgaste das ferramentas. Os dados coletados para cada peça foram dispostos em gráficos para o melhor entendimento e comparação do desempenho entre as ferramentas, e observou-se que o número de entradas e saídas da ferramenta sobre a peça é o fator de maior relevância na evolução do desgaste. As ferramentas utilizadas no fresamento dos corpos de prova sem canais desgastaram-se menos do que as utilizadas nos corpos de prova com canais.

As rochas consideradas estéreis na mineração são extraídas da cava e dispostas em pilhas, gerando passivos ambientais e custos consideráveis. O filitosericítico representa grande parte do estéril nas minas de ferro do Quadrilátero Ferrífero. Objetivando a redução de custos e a melhoria no desempenho do concreto, a indústria cimenteira tem utilizado materiais cimentícios suplementares (MCS) como substituição parcial do clínquer no cimento Portland. Um tipo de MCS é representado pelas pozolanas, que são materiais que quando finamente moídos podem reagir com o cimento formando compostos com propriedades aglomerantes. O presente trabalho avaliou o uso dofilitosericítico em substituição parcial do clínquer no cimento Portland. Para isso, o filitofoicaracterizado inicialmente através de análise granulométrica por peneiramento a úmidoe análise termogravimétrica (TGA). Com base nesses resultados foi realizada redução granulométrica em moinho pendular de escala industrial e tratamento térmico em quatro diferentes temperaturas em forno rotativo industrial, com o objetivo de transformar fases pouco reativas do filito em fases mais reativas. Os produtos foram caracterizados por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV),fluorescência de raios X (FRX), granulometria a laser (GL) e difração de raios X (DRX). Para a caracterização do material como pozolana, foram realizados ensaios de calor de hidratação, condutividade elétrica em solução de hidróxido de sódio e determinação do Índice de Desempenho com Cimento Portland.Foram produzidos novos cimentos através da substituição de 25% de um cimento com adições reduzidas pelos filitos moídos com e sem tratamento térmico. As propriedades desses cimentos foram avaliadas através de ensaios de resistência à compressão com idade de 28 dias em argamassas prescritas pelas normas nacionais que regem os cimentos brasileiros. Para complementar a análise foram realizados os ensaios de resistência à flexão aos 28 dias, massa específica, índice de vazios e absorção de água. A composição por FRX do filitosericítico indicou os óxidos SiO₂, Al₂O₃ e Fe₂O₃ e a análise por DRX exibiu a presença de caulinita, quartzo, goethita,hematita e muscovita na forma de sericita, minerais esses formados predominantemente pelos óxidos citados anteriormente. A substituição do clínquer de cimento Portland por filito reduz o calor gerado e dissipado na reação de hidratação das pastas de cimento, ocasionando redução da porosidade e aumento da durabilidade. Os resultados do ensaio de condutividade elétrica em solução de hidróxido de cálcio e de determinação do Índice de Desempenho com Cimento Portland mostraram que os filitos tratados termicamente em 700ºC e 900ºC possuem boa pozolanicidade e atendem ao preconizado pela NBR 12653 para materiais pozolânicos para a produção de cimento Portland. Ofilitosericítico moído com ou sem tratamento térmico não possui influência na resistência à flexão e provoca leve aumento na absorção de água, acredita-se que essa absorção seja pela maior necessidade de água de amassamento ocasionada pelo aumento da área superficial do sistema, devido à granulometria reduzida dos filitos quando comparada com a do cimento. Todas as amostras de filitos testadas podem ser utilizadas em composições de cimento Portland pozolânico (CP IV) de classe de resistência 32, de acordo com a NBR 5736 (ABNT, 1991).

Sistemas constituídos por dióxido de titânio (TiO2) têm atraído interesse em várias áreas de pesquisa devido as inúmeras aplicações em diferenciados ramos da indústria, tais como: farmacêutica, de pigmentos, alimentos, purificação de água, baterias, construção civil, entre outras. Em filmes finos é o principal material utilizado em superfícies autolimpantes devido a sua atividade fotocatalítica que resulta na hidrofilicidade fotoinduzida melhorando muito a molhabilidade da superfície pela água. Para apresentar essas características, o TiO2 deve estar em específica fase cristalográfica (anatásio), que usualmente é obtida por calcinação à elevada temperatura (entre 400°C e 500°C). Diante do exposto foi verificada a aplicabilidade de um tratamento denominado de hidrotérmico para realizar a cristalização da titânia sob temperaturas moderadas. A grande vantagem do método hidrotérmico, que consiste no aquecimento em um recipiente fechado, sob temperatura e/ou pressão controlada, é o processamento a baixa temperatura, tipicamente a 120°C, o que possibilita a aplicação desta técnica em inúmeros substratos (polímeros, tecidos, entre outros) e, consequentemente, traz uma grande economia de energia.  Neste trabalho foi investigada a influência de rotas alternativas para filmes finos e precipitados de TiO2 obtidos pelo processo sol-gel. Filmes finos, com uma, três e cinco camadas de recobrimento foram obtidos pelo método de imersão/emersão (dip-coating) e após a obtenção dos filmes a solução resultante foi precipitada. Foram avaliadas diferentes rotas de tratamentos, aplicando isoladamente as etapas de secagem, tratamento hidrotérmico e calcinação e também a combinação das mesmas. Os filmes finos obtidos foram caracterizados quanto à sua homogeneidade, morfologia, transmitância e molhabilidade. Nos precipitados, foram investigadas as fases cristalinas, atividade fotocatalítica, área superficial específica, distribuição de tamanho e volume dos poros, tamanho do cristal e cristalinidade. Para essas caracterizações foram utilizados os ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-vis), difratometria de raios X (DRX), microscopia ótica (MO), fluorescência de raios X (FRX), ensaio de adsorção de nitrogênio, medição do ângulo de contato no goniômetro e analise da decomposição por azul de metileno. Precipitados de TiO2 com boa atividade fotocatalítica, elevada cristalinidade e com os picos referentes aos planos cristalográficos da fase anatásio foram obtidos pela rota a baixa temperatura com a utilização do tratamento hidrotérmico. Foi possível identificar nas amostras, micro e mesoporos, uma área superficial entre 40m²/g e 180m²/g e tamanho médio do cristal de 3nm para as amostras provenientes da secagem, 6nm hidrotérmico e 12nm calcinadas. Todos os filmes finos produzidos pelas diferentes rotas, apresentaram-se livres trincas, com boa homogeneidade, transmitância entre 60% e 90% e propriedade de hidrofilicidade e superhidrofilicidade (com ângulo de contato menor que 5°) depois de exposta a luz UV.

Os agregados minerais apresentam características interessantes para diversas aplicações, sua extração e processamento dependem dos processos de mineração, onde ocorrem elevadas taxas de desgaste. O desgaste como a variável que representa custo deve ser minimizado de qualquer forma, aumentando assim os índices de lucratividade e diminuindo manutenções, e com isso proporcionando maior vida útil de máquinas e equipamentos. Neste trabalho, foi realizado um estudo sobre o desgaste de revestimentos metálicos, obtidos comercialmente, sendo estes: aços de alta resistência à abrasão baixa liga ao boro com diferentes classes de dureza (AR) e liga hardfacingrica em cromo depositada por soldagem. Ambos revestem equipamentos nas etapas de extração e processamento de minerais. Os revestimentos foram avaliados quanto a sua microestrutura, dureza e composição química. Foram realizados ensaios de desgaste por abrasão segundo a norma ASTM G65 (Roda de borracha) com areia quartzosa número 50, e analisadas as propriedades de resistência ao desgaste por abrasão de cada revestimento ensaiado. Os desempenhos dos revestimentos testados foram verificados por meio da perda massa no ensaio abrasivo e pela análise de microscopia eletrônica de varredura, onde foram identificados micro mecanismos de desgaste. Os micro mecanismos de desgaste observados estão ligados ao tipo de microestrutura e dureza dos revestimentos, variando entre micro corte e micro trincamento. A liga hardfacing rica em cromo apresentou a maior resistência abrasiva comparado aos aços martensíticos baixa liga ao boro, porém apresentando um comportamento frágil e com surgimento de trincas. Este efeito pode afetar o desempenho do material em condições operacionais com impacto.

O Light Steel Frame (LSF) é um sistema construtivo alternativo ao tradicional sistema de construção em concreto armado, onde são utilizadas chapas de aço galvanizado pré-fabricadas para construção de casas e pequenos edifícios. As chapas utilizadas nesse sistema passam por processos de conformação mecânica, como dobramento, para adquirirem o formato necessário para montagem das estruturas. O comportamento de corrosão da chapa revestida, porém, pode variar de acordo com o modo de deformação que a mesma foi submetida, ou seja, diferentes regiões da mesma peça podem apresentar um comportamento de corrosão diferente. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a resistência à corrosão de chapas de aço galvanizado após conformação mecânica por dobramento, comparando-a com a resistência à corrosão apresentada pelas chapas não conformadas. Para realização deste trabalho, foram analisadas 25 amostras de aço galvanizado utilizado para confecção da estrutura metálica do sistema construtivo LSF. As amostras foram previamente caracterizadas por meio de medição da espessura do revestimento e análise microestrutural da camada do revestimento. As mesmas foram separadas em cinco grupos, onde um grupo de amostras não sofreu deformação e, nos demais grupos, as amostras foram dobradas, formando os ângulos de 30°, 60°, 90° e 120°. Na sequência, todas as amostras, incluindo as não dobradas, foram submetidas ao teste de corrosão utilizando um galvanostato / potenciostato. A análise de corrosão foi realizada por meio da comparação do potencial de corrosão Ecorr apresentado pelas amostras em diferentes situações de deformação. Os resultados mostraram que as amostras de aço que sofreram dobramento apresentaram maior potencial de corrosão em relação às não deformadas, confirmando a hipótese de que a conformação mecânica influencia na resistência à corrosão da peça. Os resultados mostraram, ainda, que o percentual de deformação sofrido pela camada do revestimento influencia na aceleração do processo de corrosão.

Esse estudo é parte integrante de um projeto mais amplo, que visa à construção de um hidrociclone para remoção de altos teores de óleo em água, a fim de possibilitar a substituição de separadores gravitacionais em plataformas offshore. Os materiais selecionados para aplicação nesse setor devem ser de alta resistência mecânica e corrosiva, devido às características complexas de processamento. O aço inoxidável duplex UNS S31803 é um aço comercial, que vem sendo bastante utilizado para tais aplicações. Neste trabalho, o objetivo é avaliar o efeito dos processos de conformação e soldagem, na microestrutura e na resistência a corrosão do material. Foram utilizadas chapas de aço duplex UNS S31803 com 1,8mm cedidas pela empresa Aperam South América. As chapas foram conformadas a frio por dobramento com um ângulo de 90°. Após o dobramento as peças receberam um cordão de solda por simples deposição pelo processo de soldagem TIG -TungstenInertGas, com um aporte térmico de 0,4 kJ/mm², realizado na ESAB. Para análise do material nas três condições estudadas, material como recebido (MR), material conformado (MC) e material conformado e soldado (MS), foram realizados ensaios de caracterização (MO/MEV), difração de raios-X, quantificação da fração volumétrica da fase ferrítica com auxílio de um ferritoscópio e por analise de imagem via ImageJ^®. Para análise das propriedades corrosivas, foram aplicados ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica no material nas três condições estudadas. Os resultados mostraram que no material conformado apenas, houve indícios de transformações de fase induzidas pela deformação a frio (γ→α’). Para o material deformado e soldado, a fração volumétrica de ferrita na zona termicamente afetada pelo calor aumentou significativamente. Não foram observadas a formação da fase sigma, porém houve a precipitação de nitretos de cromo na ferrita devido à alta taxa de resfriamento pós soldagem. Nos ensaios de polarização cíclica, foi constatado que as condições de soldagem impostas ao material, após a conformação, prejudicou seu desempenho quanto a sua resistência a corrosão afetando a regeneração da película passiva.

O setor industrial procura em todos os seus processos maneiras de otimizar a produção de componentes mecânicos, buscando ainda melhorias nas propriedades físicas e mecânicas dos materiais. A usinagem por eletroerosão (EDM) é um processo que vem sendo estudado por permitir que algumas modificações superficiais sejam produzidas, ao mesmo tempo em que se usina a peça. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade de usinar materiais metálicos por EDM, imerso em solução aquosa contendo ureia, obtendo uma superfície enriquecida com nitretos o que aumenta a dureza da peça, mas nenhum mostrou uniformidade da camada usinada. Neste trabalho estudou-se a viabilidade denitretar amostras de aço AISI 4340 pelo processo de EDM por penetração utilizando como fluido dielétrico água deionizada e ureia. Como eletrodo ferramenta foram utilizados a grafita e o cobre eletrolítico. Os parâmetros operacionais da máquina EDM foram ajustados de tal modo a permitir a formação, dissipação de um canal de plasma e manutenção da camada superficial uniforme. Foi analisada a influência do eletrodo ferramenta no desempenho da usinagem, na microestrutura e na uniformidade da camada nitretada, através da taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste (TD) e desgaste volumétrico relativo (DVR), de imagens da microscopia óptica assim como uma análise de difração de raio X para comprovar a formação de nitretos na superfície usinada. As imagens analisadas comprovaram a formação das camadas refundida e nitretada. Foi avaliada a rugosidade das amostras após a usinagem e nas sucessivas etapas de polimento onde foram retiradas espessuras de 10µm na superfície usinada. Ocorre um decaimento na concentração de nitrogênio a partir da superfície. Foi realizada microdureza onde comprova-se que houve ganho na dureza. Por meio dessas analises pode-se concluir que o eletrodo de cobre apresentou na amostra uma maior uniformidade permitindo assim a retirada da camada refundida.

Um dos maiores desafios ambientais atualmente é a redução da emissão de dióxido de carbono (CO

₂

) na 
atmosfera. É um dos gases de efeito estufa, sendo gerado principalmente por meio da queima de 
combustíveis fósseis. Sua captura tem sido alvo de inúmeras pesquisas e novas tecnologias, assim como 
destilação, reação gás/sólido, adsorção, dentre outras. Este trabalho tem como proposta a produção e 
estudo das características adsortivas da hidroxiapatita (HAP) sintetizada utilizando como fonte de cálcio a
 casca de ovo de galinha. A hidroxiapatita não é muito utilizada como adsorvente de gás, sendo hoje sua
 principal aplicação no setor biomédico, devido à similaridade com a fase mineral dos ossos humanos. A casca
 de ovo de galinha, por ser um rejeito rico em carbonato de cálcio e sem valor comercial, surge como uma 
fonte de carbonato de cálcio para a síntese da HAP.Para o preparo da casca de ovo foi realizado inicialmente
 higienização para a retirada de material orgânico e algumas impurezas não desejadas no processo. A casca 
foi submetida ao ensaio de Termogravimetria (TG) onde foi determinada a temperatura de descarbonetação: 
805ºC. A calcinação da casca, para a conversão em óxido de cálcio, foi realizada utilizando cadinhos de 
alumina em forno do tipo mufla. O resultado do ensaio de Difração de Raios X (DRX) para a casca após
 calcinação foi satisfatório. A reação de síntese gerou um composto com alguns cristais de hidroxiapatita e
 hidróxido de cálcio. Depois de calcinado o composto foi novamente analisado por DRX e o resultado 
também foi satisfatório, sendo encontrados picos confirmando a presença de hidroxiapatita. Os ensaios de
 adsorção foram realizados com dióxido de carbono em níveis compatíveis aos encontrados em chaminés 
industriais, onde há a queima de combustíveis fósseis.Foram feitas quantificações dos níveis iniciais de CO

₂

(14±1%) com avaliação da adsorção em ciclos de até 180 minutos à temperatura ambiente. 
Os ensaios foram feitos variando o material mitigador em calcinado e não calcinado e ainda em ambientes 
com ou sem luz.A comparação dos resultados de adsorção da HAP calcinada e HAP não calcinada mostrou 
uma eficiência maior da HAP não calcinada em ambiente com luz. Neste cenário houve adsorção de 
aproximadamente 44g de dióxido de carbono para cada grama de material mitigador.

 No contexto de eficiência energética na área de transporte como nas indústrias automobilística e aeronáutica, a redução de peso em estruturas assume um papel importante. Como alternativa para isso, as espumas metálicas, mais  especificamente, as espumas de alumínio, surgem com grande potencial para aplicação e, além de beneficiar em relação ao consumo de combustível, pode contribuir para segurança e conforto em carros e aeronaves. Isso se deve primeiramente às propriedades do alumínio que, em combinação com a estrutura em forma de espuma, pode potencializar as propriedades desse elemento para determinadas aplicações. Buscou-se com este trabalho, obter espuma de alumínio a partir de pós pela rota de pulverotecnologia e avaliar as condições de produção como geometria e granulometria dos pós de alumínio, pressão de compactação e tempo de tratamento térmico. Para o presente trabalho, o hidreto de titânio foi utilizado como agente expansor e para metal base foi utilizado alumínio puro. A pulverotecnologia foi a rota para obtenção da espuma com a prensagem uniaxial a frio em matriz rígida como método de compactação. Espumas de alumínio com densidade relativa de 69 a 95% do valor da densidade do alumínio utilizado foram obtidas.  Após análise de curvas de compactação, foi verificado que a granulometria e geometria dos pós utilizados são características que devem ser avaliadas para definir a melhor pressão de compactação. Esta, por sua vez, mostrou que tem papel decisivo na formação de espuma de alumínio, pois além de aprisionar os pós de agente expansor entre os pós do metal base a pressão também tem que ser suficiente para quebrar a camada de óxido presente nos pós de alumínio. O tempo de tratamento térmico interferiu diretamente na qualidade da espuma. Tempos de tratamento térmico longos podem beneficiar a coalescência de poros e colapso da espuma com a formação de caminhos preferenciais para saída de gases formados pela decomposição do agente expansor. Os melhores resultados obtidos neste trabalho foram para alumínio tipo 1, pressão de compactação 500MPa e tempo de tratamento térmico de 10 minutos à uma temperatura de 710°C.

A reciclagem a quente do Concreto Asfáltico Fresado (CAF), como material de composição de misturas asfálticas, visa reforçar o conceito de sustentabilidade na área de pavimentação asfáltica, promovendo a mitigação de danos causados pelas extrações de petróleo e agregados naturais. O CAF é um resíduo produzido em abundância em obras de manutenção de pavimentação asfáltica, mas ainda é pouco utilizado em reciclagens a quente de misturas asfálticas. A pesquisa teve como objetivo principal o estudo do desempenho de misturas asfálticas recicladas a quente, com 100% de CAF, para aplicação a frio em operações de tapa-buracos. Na pesquisa experimental, antes de iniciar as dosagens dos materiais, realizou-se a caracterização física do material fresado. Os resultados dos ensaios de granulometria e extração de betume do fresado foram aprovados, para o uso nas dosagens das misturas, por apresentarem as características estabelecidas pela curva de referência do DNIT (faixa “C”).  A adição de Re-refinedEngineOilBottom (REOB) nas misturas asfálticas recicladas a quente teve como função manter a trabalhabilidade da mistura em temperatura ambiente e proporcionar o rejuvenescimento das propriedades do ligante envelhecido, presente no CAF. A caracterização mecânica foi feita por meio de corpos de prova, que foram moldados pela metodologia Marshall, para realização dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral e estabilidade e fluência Marshall. Os resultados obtidos, neste trabalho, confirmaram a proposta da pesquisa, apresentando-se dosagens de misturas asfálticas recicladas a quente com 100% de CAF e adições de REOB, Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP), pó de borracha e cal, com boa trabalhabilidade e resistência mecânica. As misturas desenvolvidas caracterizam-se como alternativa de material em manutenção de tapa-buracos, com aplicação a frio.

A literatura mostra que as espumas de alumínio possuem um vasto campo de aplicações como material de uso estrutural principalmente nas indústrias aeronáutica e automobilística, devido às propriedades físicas de isolamento térmico e acústico, além da capacidade de absorver esforços mecânicos de compressão e/ou torção, dentre outras características como e.g.: a redução de peso e economia de energia. Este trabalho visa contribuir com os estudos relacionados com parâmetros para a obtenção de espumas de alumínio via rota da metalurgia do pó empregando a conformação mecânica por compactação a frio. Um molde de aço SAE 1045 trefilado foi usinado e tratado termicamente (têmpera e revenimento) na busca do endurecimento superficial, necessário para suportar as altas cargas utilizadas na compressão uniaxial dos pós (alumínio e hidreto de titânio), utilizados na matriz de experimentos propostos. As matérias primas consistiam de pó de alumínio (Al), hidreto de titânio (TiH2) em pó como agente espumante e estearato de zinco como agente desmoldante. Produziu-se 15 corpos de prova verdes, divididos em 5 lotes, denominados de A, B, C, D e E, com concentração de agente expansor 0,00%, 0,80%, 1,00%, 1,20% e 1,50% respectivamente. À priori, a compactação ocorreu em pressão de 350 MPa, após os CPs verdes foram sinterizados a uma taxa de aquecimento de 16°C/minuto até a temperatura de 710ºC em ambiente inerte, argônio, permanecendo nesta temperatura por 8 minutos. Utilizou-se nas caracterizações físico-química das materiais e CPs as técnicas: Granulometria a Laser (CILAS) para determinar o tamanho das partículas, a Análise Termogravimétrica (DTG) especificamente para o hidreto de titânio, a fim de verificar as temperaturas de liberação de gás hidrogênio, Difração de Raios X (DRX) para verificação da estrutura cristalina, a Espectroscopia de Fluorescência de Raios X (EDX) para análise da composição química, e por fim a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para análise da morfologia da superfície dos corpos de prova. Os seguintes parâmetros de processamento das espumas e o molde se mostraram eficazes. Os materiais produzidos apresentaram valores de densidades relativas entre 0,44 e 0,73, com o volume aumentando até 126%, para os parâmetros estudados de compactação com 350MPa, tratamento térmico 710ºC/8 min 2 em atmosfera inerte.

A nitretação por descargas elétricas (NDE) vem despontando como uma alternativa de baixo custo, que promove a junção do processo de usinagem por descargas elétricas com o de tratamento superficial, num mesmo equipamento e ao mesmo tempo. A solução aquosa contendo nitrogênio, utilizada como fluído dielétrico, sofre transformação devido ao complexo processo termoelétrico que ocorre durante a usinagem, formando nitretos de ferro. Ao longo do desenvolvimento do processo de NDE surgiram muitos questionamentos. Um deles é a influência da categoria da ureia utilizada na solução aquosa do fluido dielétrico como fonte de nitrogênio para o processo de nitretação. Este trabalho objetiva avaliar a interferência de diferentes categorias de ureia no processo de NDE em amostras de aço AISI 4140. Para tanto, foram utilizados três tipos de ureia: fertilizante, farmacológica e padrão analítico. A nitretação foi realizada em uma máquina de eletroerosão por penetração, usinando amostras de aço mergulhadas em soluções aquosas de ureia na concentração de 20 gramas por litro e utilizando eletrodos de cobre e de grafita. Observou-se a formação de duas camadas principais no processo: zona refundida (ZR) e zona afetada pelo calor (ZAC). A espessura destas camadas foi avaliada via microscopia óptica, sendo também avaliada a microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a categoria da ureia utilizada influencia significativamente na espessura da camada nitretada. Para a ZAC a ureia de padrão analítico, associada ao eletrodo de cobre, propiciou a formação de uma camada com quase o dobro de espessura se comparada aos experimentos que utilizaram ureia fertilizante. Quando se empregou eletrodo de grafita não foi observada variação significativa na espessura da ZAC. Os valores da dureza não sofreram variações expressivas. As diferentes categorias de ureia utilizadas não interferiram significativamente na taxa de remoção de material (TRM) visto que a condutividade elétrica das soluções aquosas preparadas se manteve baixa

Neste trabalho foram realizadas reações com diferentes graus de sulfonação empregando resíduos de poliestireno (PS) (copos descartáveis e poliestireno expandido - EPS). Foram realizadas reações de sulfonação homogênea utilizando acetilsulfato como agente sulfonante e de sulfonação heterogênea utilizando ácido sulfúrico como agente sulfonante. A caracterização dos produtos foi feita utilizando espectroscopia na região do infravermelho, ensaios de solubilidade e espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado (ICP-OES). Utilizando a espectroscopia na região do infravermelho foi possível concluir que a sulfonação foi eficiente e todos os materiais de partida testados foram sulfonados com sucesso, sendo então escolhido o EPS como substrato para variação do grau de sulfonação. Os ensaios de solubilidade e ICP-OES mostraram que, ao variar as condições de síntese, é
possível variar o grau de sulfonação dos produtos. Os poliestirenos parcialmente sulfonados (PSS) obtidos nas reações foram selecionados de acordo com os graus de sulfonação e testados como aditivo superplastificante para argamassas e concretos, sendo os traços avaliados quanto a seu índice de consistência e resistência à compressão.

Células fotovoltaicas orgânicas (OSC) compõem a mais recente geração de dispositivos fotovoltaicos. São flexíveis, leves e podem ser processadas a partir de soluções. Além disso, as possibilidades do uso de materiais mais abundantes levam estes dispositivos a novas aplicações na área de fotovoltaicos, tais como aquelas que tratam de dispositivos eletrônicos flexíveis e portáteis (e.g. carregadores de baterias e monitores) e dispositivos integrados em tecidos, os chamados e-textiles. Embora muitos estudos tenham sido realizados para compreender os mecanismos de degradação das OPV, as pesquisas indicam que grande avanço já foi atingido com relação ao aumento da vida útil destes dispositivos para algo em torno de 2-3 anos, com o uso de camadas de barreiras apropriadas. Isso cria a necessidade de procedimentos de estudos acelerados para prever a vida útil dos módulos OPV, levando em consideração as características específicas deste novo tipo de tecnologia, já que a quantidade de fatores que afetam o desempenho destes dispositivos é maior que dos dispositivos tradicionais inorgânicos. A criação de normas específicas para avaliar envolve a realização de uma variedade de testes, por um grande número de laboratórios e com dispositivos diferentes, todos eles seguindo protocolos já estabelecidos. A precisão dos resultados depende da quantidade de resultados publicados, que ainda é incipiente. De acordo com a literatura, uma OSC pode degradar devido à ocorrência de processos de natureza química, o que sugere um modelo de Arrhenius para estudo (i.e., um modelo de decaimento exponencial). Neste trabalho, um teste acelerado de degradação por temperatura foi utilizado para estimar a vida útil de células OPV, baseado no conhecido “modelo T80”, que mede a degradação até atingir 80% do valor inicial. Diferente de outros trabalhos, o método utilizado avalia a degradação simultaneamente em três temperaturas diferentes. Além disso, um aparato portátil e de baixo custo, escalável para projetos maiores, é apresentado. Os resultados indicam que as células OPV submetidas a 85º C e 100º C degradaram consideravelmente, já no início do estudo (1ª semana). Apenas uma das células degradadas à 70º C foi capaz de manter a taxa do parâmetro PCE abaixo de 20% após 1008 horas (42 dias) de estudo, enquanto as outras células apresentaram um desempenho satisfatório quando levado em consideração o parâmetro I_SC.

Os polímeros termoplásticos vêm ganhando cada vez mais espaço no mercado de consumo, principalmente na indústria automobilística, onde a sua utilização tem crescido durante estas últimas décadas. Comercialmente o polipropileno (PP) se destaca pelas suas excelentes propriedades mecânicas, físicas e químicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos aditivos benzoato de sódio, sorbitol, nanopartículas de óxido de zinco funcionalizadas, ABS reciclado e copos descartáveis de PP e PS,como agentes nucleantes com o intuito de simular e avaliar possíveis reprocessamentos. As técnicas DRX, DSC, TG/DTA, MEV, FRX, FTIR, DMTA, foram empregadas para caracterização dos materiais e misturas, sendo parâmetros para definição do melhor aditivo. Inicialmente optou-se trabalhar com dois grades de PP, até a definição do PP puro como o de interesse.O processamento do pp puro e de todos os compósitos e blendas seguiram o mesmo procedimento. Foram considerados 4 tempos de processamento de 5, 10, 15 e 20 minutos, simulando assim um possível reprocessamento, além de avaliar o efeito dos teores de 5, 10 e 15% em massa de aditivo na massa polimérica.  Esses materiais foram extrudados em uma extrusora HAAKE, e a degradação durante o processamento foi avaliada via ensaios mecânicos. Os aditivos agregaram propriedades significantes ao polipropileno como aumento da tg, da Tandelta e influências na resistência do compósito. Como esperado o aditivo comercial, benzoato de sódio melhora significativamente a estabilidade térmica e mecânica do material. Foi observado que, o ABS melhorou significativamente a estabilidade térmica, e o PP e Ps reciclados melhoraram a rigidez do material. Verificou-seainda que, o reprocessamento por até quatro vezes, não afetousignificativamente a perda de qualidade do materialcontribuindo para melhoria da estabilidade térmica das misturas, além de um melhor desempenho mecânico frente ao apresentado pelo polímero puro.

Devido à grande quantidade de resíduo que vem sendo gerada nas industrias cerâmicas, tem sido estudada uma forma de amenizar os impactos ambientais gerados pelo descarte dos resíduos obtidos durante o processo de produção do porcelanato. Dentre os diversos tipos de revestimentos cerâmicos, o porcelanato tem se destacado devido ao seu processo de produção tecnológico e às suas excelentes características técnicas. Este trabalho teve como finalidade realizar um estudo sobre as principais características do porcelanato e uma caracterização físico-química minuciosa da massa atomizada (MA) do resíduo gerado no polimento do porcelanato (torta) e das matérias primas utilizadas na produção do porcelanato por meios dos ensaios de análise termogravimétrica (TG/DTA), difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (EDX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).De acordo com os dados obtidos, pode-se afirmar que a composição química da torta (resíduo) e as fases presentes são semelhantes a da massa atomizada (porcelanato), o que possibilita sua reutilização como matéria prima na indústria cerâmica. Após a caracterização, foram propostas formulações de novas massas cerâmicas empregando ou não o resíduo obtido da etapa de polimento do porcelanato no qual as formulações partiram de composições padrões triaxiais de materiais cerâmicos que tiveram o melhor desempenho mecânico de acordo com bibliografia específica. As formulações estudadas foram divididas em série M, C, C3 e série MR. As referidas foram submetidas a ciclos de queimas distintos que variaram da temperatura ambiente até 1245°c, com o objetivo de avaliar em qual se teria as melhores respostas físicas e mecânicas. As melhores formulações dessas 4 series foram submetidas a um ciclo de queima otimizado em uma empresa do ramo cerâmico. Para cada formulação, foram produzidos quinze corpos de prova com dimensões de 20,0X60,0X9,0mm, e esses foram prensados unixialmente a 54MPa. Após sinterização, os corpos de prova foram caracterizados pelos ensaios de retração linear (RL), retração volumétrica (Rv), absorção de água (AA%), densidade aparente (Dap) e porosidade aparente (Pap). O ensaio de flexão das amostras seguiu a norma NBR 13818:1997. Os resultados obtidos demostraram que, da série M, a formulação M4 foi a que produziu um material cerâmico de melhor desempenho, ele obteve uma resistência à flexão de 32,63 MPa e uma absorção de água de 1,68%. Da série C, foi a C3 que apresentou um melhor resultado de densidade aparente (5592,78 Kg m-3), absorção de água (1,44%) e maior resistência mecânica (41,27 MPa). A série MR a MR3, com 15% em peso de resíduo, foi a de melhor desempenho com absorção de água (5,53%) e maior resistência mecânica (12,46 MPa). Por fim, na série C3, o melhor desempenho é observado para a formulação C3C com resistência mecânica (34,56 MPa), que é o ponto de máximo, que indica que houve um melhor empacotamento de partículas. Ao analisar os resultados das formulações de melhor desempenho mecânico que foram submetidas ao forno industrial, observa-se que o ciclo de queima influencia diretamente a possibilidade ou não de reutilização do resíduo gerado no polimento do porcelanato e que as três formulações testadas, apesar de não serem classificadas como porcelanatos, apresentaram ótimos desempenhos e são classificadas como outras cerâmicas.

Os efluentes contaminados com metais pesados oriundos da agropecuária, mineração e atividades industriais ganham destaque no âmbito do tratamento de efluentes, devido à sua elevada toxicidade. Dentre os vários métodos possíveis para tratar estes efluentes, a eletrocoagulação apresenta-se como uma boa alternativa por ser uma técnica versátil e geradora de menores volumes de resíduos, se comparada a outras técnicas de tratamento. Neste trabalho foi construída uma unidade piloto para tratamento de efluentes contendo metais pesados utilizando a técnica da eletrocoagulação. Parâmetros operacionais foram investigados para avaliação e determinação das condições ideais para o processo, buscando menor COE, menor consumo de eletrodos e melhor floculação do sólido gerado. Os melhores resultados alcançados foram com a utilização de cloreto de sódio como eletrólito e em concentração de 2000mg/L, e utilização de 4 eletrodos. Os ensaios de remoção de metais pesados foram avaliados através da determinação da concentração residual por espectroscopia de absorção atômica. A remoção de zinco e cobre alcançou índices superiores a 93% e 99% respectivamente, suficientes para atingir a concentração permitida para descarte. O sólido obtido nos experimentos foi caracterizado por difratometria de raios x, espectroscopia de fluorescência de raios x, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, granulometria à laser e análise de área superficial e de tamanho de cristalito. Observou-se que em todos os ensaios realizados foram obtidos sólidos cristalinos nanoestruturados monofásicos com padrões de difração semelhantes à magnetita, possibilitando estudos futuros para utilização da técnica da eletrocoagulação como rota de síntese deste material. O tamanho médio de partículas encontrado foi entre 18nm e 36nm, o tamanho médio de agregados de patículas obtidas em dispersões foi da ordem de 205nm. O fato do sólido possuir grande área superficial (entre 32,5m²/g e 43m²/g) e conter íons de metais pesados possibilita ainda o emprego do mesmo em processos de adsorção e catálise, respectivamente.

A utilização de ligas de alumínio vem aumentando ao longo das décadas em virtude desses materiais metálicos proporcionarem importantes vantagens em suas aplicações, como boas características mecânicas, peso reduzido e alta condutividade térmica.Nesse sentido, um dos maiores mercados para as fundições de alumínio é a indústria automotiva, que vem ampliando o uso desse material com o objetivo de reduzir o peso dos veículos e, com isso, o consumo de combustível e emissão de poluentes.Dentro desse contexto,o trabalho consiste no estudo e desenvolvimento das curvas de tratamento térmico por endurecimento por precipitação em cabeçotes de ligas de alumínio AA 319. A pesquisa envolveu o estudo das variáveis do sistema de resfriamento artificial, como a temperatura de início de resfriamento forçado, a temperatura de envelhecimento e o tempo de envelhecimento, comparando ainda com o processo natural.  Os resultados foram analisados por meio da avaliação das características microestruturais desenvolvidas pela liga de alumínio e das propriedades mecânicas.

Um dos problemas ambientais mais graves e urgentes enfrentados pela; humanidade nesse século é a necessidade de mitigação dos efluentes gasosos na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono (CO₂), tido na literatura como o maior responsável pelo aquecimento global. Para alcançar este fim, foi'' estudada anteriormente a eficácia da tecnologia de captura de CO2 por adsorção física balanceada por pressão (PSA) utilizando um composto cerâmico à base de fosfato de cálcio, denominado Fosfato de Cálcio Trifásico (FCT), composto por Fosfato de Cálcio Amorfo (ACP), Fosfato Tricálcico ((3-TCP) e Hidroxiapatita (HA). Após imobilização do efluente de CO2, eliminados da queima oxidativa de combustíveis, o FCT e ACP residuais saturados com CO2 foram aglomerados em temperatura ambiente com uréia (CH₄N2O) e cloreto de potássio (KCI) formando pelotas impregnadas (0,8 - 3,4 mm), de composição similar a um fertilizante NPK (3,5 - 7% de N2, 5,5% de K e balanço com o ACP ou FCT saturado). A pesquisa foi realizada buscando otimizar parâmetros estruturais das partículas dos pós de fosfatas de cálcio (Ca, P) saturados com CO2 e funcionalizando-as com elementos químicos (K e N2) para aplicação na área agrícola, buscando desenvolver materiais equivalente aos NPK comerciais. Os FCTs e ACPs utilizados nesta pesquisa foram obtidos após estudos de mitigação saturados com CO2, sendo neste trabalho desenvolvidos estudos de pelotização, bem como buscando entender os mecanismos de interações e liberação de macronutrientes das superfícies e/ou interfaces dessas pelotas com o solo. A caracterização físico-química do FCT saturado com CO2 e dos NPKs foram conduzidas com a utilização dos seguintes equipamentos: MEV, DRX, FRX,. difração de laser (CILAS) e análise de área superficial (BET). Através dos resultados da caracterização físico-química foi possível determinar as concentrações de componentes liberados no solo, promovendo um possível ganho no manejo de culturas agrícolas de ciclo rápido. O modelo experimental de manejo consistiu em aplicar as pelotas para adubação diretamente nas raízes das plantas através de sulco de semeadura, de modo a comparar o resultado do acumulo, com o passar do tempo. O excedente lixiviado disponibilizado destes nutrientes (Ca, P, N, K e CO2) para correção do pH e macro nutrição apresentaram resultados satisfatórios comparáveis ao NPK comercial utilizado.

O titânio e suas ligas são amplamente empregados na área biomédica como implantes e próteses ortopédicas devido às suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e biocompatibilidade. Em condições normais o titânio é recoberto por um filme de óxido natural de espessura de 1,5 a 10 nm, composto principalmente por TiO₂. A literatura descreve como o único metal que possui um óxido sobre sua superfície capaz de melhorar a biofuncionalidade, resultando em uma resposta biológica mais favorável do tecido circundante. No entanto, após alocação desses biomateriais metálicos no meio fisiológico, reações nesta interface (superfície do implante/tecido) podem causar efeitos locais ou sistêmicos devido às características como dureza, energia superficial, composição, estrutura de poros, rugosidade e topografia, bem como as condições locais do tecido com liberação de debris. Esse fenômeno pode ocorrer porque a resposta anatomo-fisiológica pode ser afetada, além das propriedades químicas superficiais, pela morfologia e rugosidade superficiais desse biomaterial metálico. Neste trabalho a liga Ti-6Al-4V teve sua superfície modificada por processamento eletroquímico com o objetivo de melhorar a resistência ao desgaste, elevando a biocompatibilidade por meio de aspectos externos, como por exemplo: espessura do filme de TiO₂, coeficiente de desgaste, microdureza e rugosidade tornando mais eficaz abiofixaçãoe aderência do biomaterial ao tecido ósseo. A caracterização físico-química e biológica envolveu a microscopia eletrônica de varredura, a espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (electrondiffractionspectroscopy - EDS), difração de raios-X, fluorescência de raios-X, microdurezavickers, ensaio de desgaste à abrasão, rugosidade e citotoxidade, que é uma exigência para materiais de aplicação biomédica.Essa avaliaçãovisou determinar a combinação de variáveis de processo que influenciam de forma positiva nas características do filme formado, e desta forma contribuir para que os produtos recobertos eletroquimicamente ofereçam maior confiabilidade em sua aplicação.

Desenvolvido nos últimos anos, o processo de Nitretação por Descargas Elétricas (NDE) vem se tornando uma maneira promissora de usinar e nitretar simultânea a superfície de materiais metálicos. Baixa densidade, boa resistência à tração (comparável à de muitos aços ligados) e excelente resistência à corrosão são propriedades que possibilitam a aplicação do titânio e suas ligas nas indústrias aeroespacial, naval, química, automotiva e no campo da medicina. Porém, raramente é usado como peças sujeitas ao deslizamento, devido a sua baixa resistência aos mecanismos de desgaste abrasivo e adesivo. O tratamento termoquímico de nitretação pode solucionar esta restrição. O objetivo deste trabalho foi estudar a camada nitretada na liga de titânio Ti6Al4V por meio do processo NDE, usando como fluído dielétrico solução de água deionizada e ureia granulada, como fonte de nitrogênio. Uma máquina de Usinagem por Descargas Elétricas por penetração foi utilizada no processo. Cobre e grafita foram utilizados como materiais dos eletrodos ferramenta. Foi avaliada a usinabilidade da liga Ti6Al4V aos parâmetros: taxa de remoção de material, taxa de desgaste e desgaste volumétrico relativo. Para caracterizar a camada nitretada foram realizadas microscopia óptica, onde foi verificada a camada nitretada de 276 µm e 249 µm utilizando eletrodo de cobre e grafita, respectivamente. Foi realizado a medição de microdurezaVickers com aumento da dureza em 90% em relação ao material base. A formação de nitretos na superfície foi avaliada por meio de difração de raio-x. Imagens metalográficas da seção transversal da superfície mostraram a formação da camada nitretada. Foram realizados ensaios de desgaste por deslizamento, pino sobre disco para avaliação da resistência ao desgaste, neste ensaio foi constatado a maior resistência ao desgaste das amostras nitretadas pelo processo de NDE em relação a amostra da liga de titânio sem o tratamento de NDE. Além disso, através de microscopia eletrônica de varredura foi observado a ocorrência de desgaste abrasivo e adesivo nas trilhas geradas pelo ensaio de desgaste.

Filmes antirreflexivos são de fundamental importância para um bom aproveitamento da energia solar em usinas heliotérmicas, pois aumentam a transmitância da luz solar através da redução de perdas por reflexão. Este trabalho trata da deposição, através do método sol-gel, de uma fina camada de revestimento antirreflexivo, constituído de sílica, sobre a superfície de um substrato vítreo. Os filmes foram confeccionados utilizando a técnica do dip-coating em diferentes velocidades, e passaram por um tratamento térmico a 425 °C durante 30 minutos. Foram observados os efeitos do tratamento térmico e velocidade de deposição do filme na refletância das amostras. Na etapa de caracterização foram feitos ensaios de refletância difusa na região do ultravioleta-visível, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de fluorescência de raios X, difratometria de raios X e medições do ângulo de contato da água sobre a superfície dos filmes. As características mecânicas dos filmes foram avaliadas por teste de adesão da fita e dureza pelo lápis. Os filmes com melhores resultados de refletância foram submetidos a tratamento químico através do uso de um agente modificador de superfície para torná-la hidrofóbica, evitando assim que sujidades impregnem na superfície. Para se alcançar melhores resultados de refletância e molhabilidade, foi adicionado ao sol um agente formador de poros. Todos os filmes se apresentaram uniformes e isentos de trincas, conforme observado na microscopia eletrônica de varredura. Foi possível obter um filme antirreflexivo à base de sílica porosa com refletância difusa média entre os comprimentos de onda de 350 e 900 nm de 2,02% e ângulo de contato de 118,32°. Os filmes apresentaram uma adesão de 4B e dureza superior a 2H. Palavras chave: Revestimento antirreflexivo, filme fino de sílica, sol-gel, dip-coating, energia solar.

Os tubos de aço C-Mn são comumente utilizados como revestimento nas tubulações dos poços de petróleo das indústrias de óleo & gás desde quando estas iniciaram suas atividades. São várias as solicitações exigidas nos tubos, mas a principal é a resistência à corrosão severa provocada pelo ácido sulfídrico (H2S) ou pelo dióxido de carbono (CO2). A aplicação direta seria a utilização de tubos de aço fabricados com alta liga (Ni, Cr) que têm alto valor agregado e tornariam os custos de aquisição para a produção, inviáveis. A opção para aumentar a resistência à corrosão é a utilização de técnicas de overlay para o revestimento metálico dos aços C-Mn usando superligas de níquel e/ou aços inoxidáveis (NAFFAKH; SHAMANIAN; ASHRAFIZADEH, 2008). O revestimento metálico utilizado é a superliga de níquel INCONEL® 625, que tem boa resistência à corrosão em ambientes agressivos como H2S e CO2 (CARNEIRO et al., 2003; KITTEL et al., 2010; WANG et al., 2013). A deposição de revestimento através do processo de soldagem constitui um procedimento complexo e gera uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) que na maioria dos casos é prejudicial (SILVA et al., 2012). Neste trabalho foi feita a caracterização microestrutural e ensaio de microdureza do sistema aço C-Mn/revestimento de INCONEL 625,antes e após a realização de cinco tratamentos térmicos que simulam possíveis rotas industriais, verificando dentre estes, os mais promissores para aplicações industriais. Os resultados monstraram que o aço usado apresenta boa temperabilidade, mas após a deposição do INCONEL® 625 foi observada uma zona mais dura, chamada de ZTA, com formação de bainita no aço e a presença de carbonetos de molibdênio e nióbio entre as dendritas do revestimento.Alguns tratamentos térmicos realizados deterioraram a microestrutura e a dureza do aço ou não foram capazes de eliminar a ZTA. Já alguns tratamentos térmicos, mostraram bom resultado pela conservação das características originais do aço e do revestimento, além de eliminarem a zona dura (ZTA), com tempos factíveis de serem enquadrados à realidade dos processos produtivos.

Foi sintetizado o oxi-hidróxido de ferro akaganeita (β-FeOOH), bem como um compósito magnético-adsorvente pela combinação das nanopartículas de akaganeita com nanopartículas de magnetita (Fe3O4). Por apresentar elevada afinidade pelas espécies de arsênio (As (III) e As (V)), esse material possui grande potencial de aplicação em processos de descontaminação de ambientes aquosos via adsorção. A akaganeita foi previamente sintetizada mediante hidrólise do FeCl3.6H2O. A caracterização da akaganeita por EDX demonstrou um teor de cloreto de 6,5%, que está de acordo com a literatura. Com a FTIR foi possível identificar todas as bandas características da akaganeita. A confirmação da obtenção da fase β-FeOOH também foi feita por DRX-Refinamento Rietveld, em que
se determinou uma cristalinidade de até 99,0 %. As imagens obtidas por MET revelaram a morfologia típica da akaganeita: somatoids com tamanho médio de 200x50nm. O espectro Raman mostrou um perfil de picos característicos da akaganeita. A área superficial BET foi de 21 m2/g e o PCZ igual a 7,02. O compósito (β-FeOOH/ Fe3O4) foi sintetizado por co-precipitação de nanopartículas de magnetita na presença da akaganeita previamente obtida_ utilizou-se FeSO4.7H2O e FeCl3.6H2O como precursores da magnetita. O compósito foi caracterizado por FTIR, DRX- Refinamento Rietveld, MET e PCZ, confirmando a presença de ambas as fases β-FeOOH e Fe3O4. As técnicas de caracterização DRX, FTIR e MET mostraram a predominância da fase akaganeita no compósito (73,9%) determinada pelo refinamento Rietveld. A microscopia revelou as morfologias típicas da akaganeita (somatoidal e nanobastões) e da magnetita (cúbica), com tamanho médio do cristalito estimados em 100-200 nm de comprimento e 10-50 nm de largura para akaganeita e 5-15 nm para a magnetita. O valor do PCZ do compósito foi de 6,99. Os dados de adsorção obtidos, na akaganeita e no compósito, ajustaram-se melhor ao modelo de Langmuir. Esses dados confirmaram que o compósito magnético apresenta um bom potencial de remoção de As (III) e As (V), chegando a 87% de remoção de As (III) e 96 % de remoção de As (V) em baixas concentrações do contaminante em solução. Assim, o compósito pode ser considerado um adsorvente eficiente para remoção de concentrações traços do arsênio em meio aquoso. Como a capacidade máxima adsortiva se mostrou semelhante para as duas espécies de As no compósito, considera-se que a etapa de oxidação do As (III), geralmente utilizada em conjunto com outros processos de remoção desse contaminante, pode ser evitada. A presença das nanopartículas de magnetita no compósito não comprometeu significativamente o desempenho da akaganeita como
adsorvente de arsênio, mas introduziu a grande vantagem do magnetismo sobre o processo de separação sólido-líquido, tornando-o bastante atrativo para ser aplicado em processos de adsorção em escala industrial. Portanto, utilizando a “akaganeita magnética” em operações descontínuas e com separação magnética pode-se otimizar a remoção de arsênio e diminuir os custos operacionais.

O Concreto Asfáltico Fresado (CAF) quando reciclado a quente e prensado dá origem a um material com características que podem ser adequadas para a confecção de ladrilhos. Ladrilho é definido como revestimento para pisos ou paredes utilizado na confecção de acabamentos em edificações. O principal objetivo da pesquisa é contribuir para o estudo de viabilidade técnica do uso de concreto asfáltico fresado reciclado a quente para confecção de ladrilhos de asfalto reciclado visando o uso na construção civil. Os ladrilhos de asfalto reciclado podem contribuir para a preservação do meio ambiente, ter baixo custo e apresentar caraterísticas que podem proporcionar adequada durabilidade. Para esse estudo foram analisados os processos de fabricação, ensaios físicos e mecânicos e patologias dos ladrilhos de CAF, hidráulicos e cerâmicos, buscando-se a otimização do desenvolvimento da reciclagem de CAF. Para moldagem dos corpos de prova o CAF foi caracterizado, aquecido e prensado para formar blocos que foram cortados posteriormente dando forma aos ladrilhos de asfalto reciclado. Antes da prensagem dos blocos, características como temperatura e pressão foram observadas com finalidade de garantir um processamento mais eficiente dos ladrilhos. Os ensaios realizados nos corpos de prova foram de absorção, módulo de resistência à flexão, resistência à abrasão profunda, degradação em câmara climática e arrancamento. Os ladrilhos de asfalto reciclado apresentaram valores satisfatórios na maioria dos ensaios. Diante dos resultados apresentados, pode-se concluir que o ladrilho de asfalto reciclado pode ser viável do ponto de vista técnico.

Desenvolveu-se neste trabalho um catalisador de óxido de cobalto recuperado de baterias íon-lítio de celulares suportado em substrato cerâmico. Tanto fase ativa como suporte foram provenientes de reciclagem de materiais. Análises por DRX e FRX mostraram aproximadamente 99% de cobalto nas fases Co3O4, CoO e LiCoO2 para a fase ativa e de fases semelhantes às da cordierita para o suporte cerâmico. Avaliações de desempenho catalítico e das condições de reação por craqueamento de óleo soja foram realizadas. Caracterizações dos produtos por FTIR, TG/DTA e CG mostraram inatividade do suporte cerâmico à reação e indicaram que qualquer alteração no aspecto visual, térmico e químico do óleo craqueado deveu-se exclusivamente a eficiência catalítica do catalisador. Apontaram também que as reações catalisadas em condições de temperatura em torno de 322°C, 332°C e 355°C e tempos de 4 e 8 horas foram capazes de converter o óleo de soja em combustível sintético gasoso e que a temperatura de 355°C e o tempo de 4 horas foi a melhor condição para tal. Concluindo-se, deste modo, que o catalisador desenvolvido se mostrou eficiente ao produzir combustíveis a partir de fonte renovável a baixas temperaturas e em um período de tempo relativamente curto, levando a uma redução energética significativa no processo, reduzindo assim os custos de processamento e produção de combustíveis alternativos.

O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje uma das alternativas energéticas mais promissoras. Dentre as diversas aplicações da energia solar, a geração direta de eletricidade através do efeito fotovoltaico, se apresenta como uma das formas mais ecologicamente corretas de gerar energia elétrica. Os módulos fotovoltaicos estão sujeitos a ação da poluição, empoeiramento e demais fatores naturais, que dificultam ou reduzem a incidência dos raios solares nas fotocélulas prejudicando sua eficiência, o que fica claro, quando comparamos as medidas elétricas entre módulos fotovoltaicos com sujidade e limpos. Neste trabalho, além da simulação de sujidade em diferentes módulos fotovoltaicos, estudou-se a influência do acúmulo de sujidade no desempenho de um módulo fotovoltaico instalado no CPEI - CEFET/MG - campus II, há mais de oito anos, gerando energia elétrica por conversão fotovoltaica, sem manutenção de limpeza. Importante ressaltar que neste caso, o módulo foi retirado do gerador fotovoltaico em condições normais de trabalho e caracterizado, quanto à eficiência, antes e após a limpeza de sua superfície. A sujidade acumulada foi caracterizada quanto a sua composição química, biológica e mineralógica. A composição da sujidade mostrou grande quantidade de matéria orgânica, formando biofilme, que provoca redução da transmitância na cobertura dos módulos fotovoltaicos e dificulta a manutenção de limpeza. A comparação entre a superfície do módulo, antes e depois de limpo, mostrou a importância de se estudar e identificar a diferença dos parâmetros elétricos afetados pela sujidade, como biofilmes, que resistem à limpeza natural gerando uma perda de mais de 10 % na potência elétrica durante a conversão fotovoltaica. Com o objetivo de facilitar a caracterização e comparação dos parâmetros elétricos, foi desenvolvido um sistema de teste e medição de forma a calcular e armazenar dados da curva de corrente e tensão (I-V). Os dados arquivados foram analisados e são apresentados no decorrer desta dissertação. Esta pesquisa visa avaliar o efeito da sujidade e identificar as características da sujidade existente no sitio analisado, contribuindo com a melhoria da eficiência na conversão da energia irradiada pelo sol em energia elétrica e a redução nos custos de manutenção dos painéis fotovoltaicos.

Aços de alta resistência são amplamente aplicados em partes estruturais que exigem propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste abrasivo. O desgaste é uma das falhas mais comuns que ocorrem em componentes mecânicos. Aços baixa-liga oferecem combinação entre baixo custo relativo e desempenho que tornam concorrentes de aços altamente ligados, ferros fundidos e cerâmicos. Tendo em vista o desenvolvimento de novas classes de aços que visam minimizar os efeitos causados pelo desgaste abrasivo, o presente trabalho foi proposto. Os objetivos principais foram obter quatro estruturas multiconstituídas (bainita, ferrita e constituinte MA) de um aço 0,26%C-1,13%Mn- 0,92%Si-0,72%Cr-0,29%Mo-0,18%Ni-0,17%Cu e comparar suas propriedades mecânicas e tribológicas com as de uma estrutura composta por martensítica revenida, típica dos aços resistentes ao desgaste. Pretende-se também avaliar a influência da fração volumetria de austenita retida na resistência ao desgaste através do efeito TRIP. As temperaturas dos tratamentos térmicos escolhidas foram 940°C, 900ºC, 860ºC e 820ºC por 10 minutos, seguido de resfriamento rápido para a temperatura de transformação bainítica de 400ºC por 5 minutos e, finalmente, resfriamento em água. A estrutura martensita revenida foi obtida por austenitização a 940ºC por 10 minutos seguida de têmpera em óleo e revenimento a 250ºC por 2 horas. Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram empregadas para analisar as microestruturas obtidas. A quantidade de austenita foi medida pela técnica das Intensidades Integradas de raios-X e dos demais constituintes por contagem de pontos. Para avaliar propriedades mecânicas após os tratamentos térmicos foram realizados ensaios de dureza e ensaios de tração à temperatura ambiente. A resistência ao desgaste abrasivo foi avaliada por meio de ensaios de microabrasão. As estruturas multiconstituídas apresentaram ductilidade superior à da estrutura martensita revenida, mas possuem dureza e resistência mecânica inferior. Entretanto, os resultados de ensaios de microabrasão mostram que essas estruturas possuem resistência ao desgaste superior à da estrutura martensita revenida.

Adsorventes à base de fosfato de cálcio não são muito comuns em sistemas de captura de CO2. Tendo em vista esse fato, o presente trabalho propõe o estudo de um composto cerâmico à base de fosfato de cálcio, denominado Fosfato de Cálcio Trifásico (FCT), composto por Fosfato de Cálcio Amorfo (ACP); Fosfato Tricálcico (β-TCP) e Hidroxiapatita (HA). O FCT representa uma tentativa de aprimoramento dos adsorventes de fosfato de cálcio formados em temperaturas abaixo de 400ºC. Essa pesquisa teve como principais objetivos a sintetização e caracterização do FCT, e a simulação das condições de emissão de CO2 de uma chaminé, comparando os resultados obtidos para o FCT exposto ao CO2 em um leito fluidizado com o comportamento do ACP descrito em resultados de estudo anterior. Para realização dos ensaios, aprimorou-se o sistema de leito fluidizado que injeta o CO2 e o ar comprimido em proporções específicas, simulando a emissão de gases liberados pela queima de carvão por chaminés industriais. Para este experimento foi adotada a técnica de adsorção por pressão balanceada – PSA. O equipamento utilizado foi desenvolvido considerando a metodologia Conceiving, Designing, Implementing, Operating - CDIO sendo composto por três colunas para fluidização interligadas através de válvulas de admissão e escape, nas quais são depositados os adsorventes em pó (FCT). Nesse equipamento estão acoplados dispositivos que
permitem medições da composição e vazão dos gases de forma contínua sem a necessidade de interrupção do fluxo quando é executada a troca do pó adsorvente. Foram feitas quantificações dos níveis iniciais de CO2 (13±1%) com avaliação da adsorção em ciclos de até 300 minutos à temperatura ambiente, alternando-se a coluna com o adsorvente em cada ciclo. A comparação dos resultados de adsorção do FCT e do ACP saturados com CO2 mostrou uma eficiência maior do ACP, com um aumento substancial na taxa de adsorção durante os primeiros 120 minutos, reduzindo a concentração a 5,4% vol. CO2 e, a partir deste ponto, ocorre a saturação até o final do ciclo. A taxa de adsorção do FCT reduz a concentração ao valor aproximado de 8% vol. CO2, ocorrendo a saturação a partir desse ponto até o fim do ciclo. Essa diferença percentual entre o FCT e o ACP revelou uma redução da reatividade do FCT ao CO2 em relação ao ACP para adsorção à temperatura
ambiente.

O Brasil vem acompanhando a tendência mundial de aumento da participação do Alumínio em veículos. Atualmente, os cabeçotes dos veículos já foram substituídos em sua totalidade por Alumínio. Já no caso dos blocos, em virtude dos altos investimentos nas linhas de fundição e usinagem para troca desse componente, o processo de substituição ainda está no seu início, em função também dos problemas com a durabilidade das matrizes de injeção. No entanto, os benefícios como redução de peso e melhor performance do motor, geram como consequência menor impacto no meio ambiente. Por outro lado, tem-se que encontrar a solução tecnológica para aumento da vida útil desse ferramental de injeção de Alumínio. Algumas soluções tecnológicas vêm sendo pesquisadas na indústria, tais como o uso de aços especiais e a usinabilidade do postiço central, que farão com que essa tendência seja concretizada à medida que novos motores sejam lançados futuramente. Nesse cenário os aços especiais para trabalho a quente destinam-se ao uso em ferramental que habitualmente sofrem contato com material aquecido a temperaturas que podem ultrapassar 1.100ºC. Para que resistam a tais condições de trabalho, mantendo ainda elevada dureza e resistência aos desgastes por atrito e fadiga térmica, eles apresentam teores pré-definidos de elementos químicos que propiciam a microestrutura peculiar com grãos finos e carbonetos oriundos dos vários elementos, que, por sua vez, podem conseguir a estabilidade térmica desejada para esse processo com ciclos térmicos tão severos. Este trabalho tem como objetivo identificar a causa das falhas ocorridas no postiço central da matriz fixa do ferramental de injeção de Alumínio HPDC (High Pressure Die Casting), confeccionado em aço AISI e/ou da série H Premium para trabalhos a quente. Foram realizadas caracterizações físico-químicas por meio de ensaios metalográficos com análise fractográfica nas proximidades das fraturas, objetivando identificar os tipos de trincas (transgranular ou intergranular), por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com análise Espetroscopia de energia dispersiva de Raios X (EDS) e Espectroscopia Óptica (EO), e levantamento das propriedades mecânicas, utilizando ensaios de microdureza Vickers e de tração, além de análise de esforços. A análise dos resultados possibilitou concluir-se que a ferramenta apresentou, além da fadiga térmica, níveis de esforços mecânicos acima do limite de escoamento, evidenciados pelo surgimento de microtrincas, com fraturas dúcteis observadas nas regiões de início das falhas.

A cartilagem é um tecido resistente e elástico que recobre a superfície dos ossos e compõe as estruturas articulares. Sua função está relacionada ao deslizamento das superfícies articulares entre si de uma maneira suave com atrito mínimo, conferindo sustentação e distribuindo uniformemente as pressões intra-articulares. As lesões traumáticas ou reumáticas sobre as cartilagens levam a uma diminuição da proteção
do osso sub-condral. Essa estrutura é inervada e sensível às pressões e impactos, resultando em dor articular, limitação funcional e em casos mais graves perda total do movimento. Como alternativa para tratamento de problemas articulares são propostos dispositivos estruturados na forma de hidrogel. Dentre os materiais com potencial para obtenção de hidrogéis podemos destacar o alginato de sódio, que apresenta propriedade hidrófila, biocompatibilidade e permite o crescimento celular. Além disso, o alginato associado com cloreto de cálcio favorece uma reação iônica de gelificação resultando em maior resistência do gel. Dessa forma o hidrogel de alginato favorece hidratação adequada para a recuperação de lesões e provê suporte e formação funcional da cartilagem. Entretanto esses materiais apresentam resistência inferior às observadas nos sistemas articulares. Outro material de destaque no preparo de hidrogéis corresponde ao poli ácido acrílico (PAA), que possui propriedades como bioadesividade, caráter iônico e capacidade de formar redes poliméricas que resultam em intumescimento do gel e aumento na
capacidade de absorção de água. Nesse trabalho foram preparado hidrogéis através da mistura de soluções aquosas de alginato de sódio 1% (p/v) e solução aquosa de poli ácido acrílico 1% (v/v) com variação de pH entre 4,0±0,1, 5,5±0,1 e 7,4±0,1, seguido por reticulação com solução aquosa de cloreto de cálcio. Os filmes obtidos através das blendas alginato de sódio e PAA foram caracterizados por meio de MEV, DRX, DSC, TGA, FTIR, grau de intumescimento e ensaio mecânico de tração. Os resultados mostram a formação dos hidrogéis e a influência do pH na reticulação do alginato de sódio e do PAA. Acredita-se que esse hidrogel pode conferir as propriedades mecânicas, biocompatíveis aos filmes e viabilizar seu uso para a aplicação na engenharia de tecidos.

Um dos maiores problemas existentes no Brasil e demais países do mundo refere-se à falta de saneamento básico, ou seja, falta de água tratada, de coleta e transporte de esgoto sanitário. Para resolver esse problema, faz-se necessário a realização de grandes obras de infraestrutura de saneamento básico, as quais devem ser projetadas contemplando uma vida útil mínima de trinta anos. A existência de grande número de materiais empregados na fabricação de tubulações de saneamento básico (Policloreto de Vinila (PVC), Polietileno de Alta Densidade (PEAD), aço, ferro fundido dúctil, concreto, cerâmica e Plástico Reforçado com Fibras de Vidro (PRFV)), seja em redes de adução de água ou de esgotamento sanitário, vem sempre objetivar a melhoria de qualidade de vida do ser humano. Por isso, em função da alta concorrência de diversos tipos de materiais de tubulações no mercado, torna-se vital estudar a vida estrutural de tubos de Plástico Reforçado com Fibras de Vidro (PRFV), com expectativa mínima de cinquenta anos, destinados ao saneamento básico, nas obras de infraestrutura de redes de adução de água e de esgotamento sanitário, visando, consequentemente, o aperfeiçoamento do conhecimento técnico relativo aos tubos de PRFV e a sua maior utilização nas obras de infraestrutura. Este trabalho verifica a expectativa mínima de cinquenta anos de vida útil ao aplicar metodologias que consistem nas realizações de ensaios mecânicos destrutivos de longa duração em corpos de prova de tubos de PRFV por mais de 10.000 (dez mil) horas, de acordo com as normas ASTM D 2992 06 - Procedimento B e ASTM D 3681 06. Esses ensaios são comumente conhecidos como ensaios de HDB (Hydrostatic Design Basis) e Strain Corrosion Design Basis. Os pontos de falhas foram registrados e plotados em gráfico de tempo x alongamento circunferencial (log x log), os quais foram ajustados para uma reta de regressão, de modo que o alongamento circunferencial de falha foi extrapolado para 438.000 horas, ou seja, foi extrapolado e definido para cinquenta anos de expectativa mínima de utilização dos tubos de PRFV. Os resultados mostraram que as metodologias utilizadas são adequadas para verificar e prever a vida estrutural dos tubos de PRFV para longo prazo, cinquenta anos, bem como evidenciaram que os valores de HDB e Strain Corrosion encontrados são satisfatórios e compatíveis, quando comparados aos outros ensaios de HDB e Strain Corrosion realizados no mundo em tubos de PRFV fabricados pelo mesmo processo produtivo de enrolamento contínuo (Filament Winding - Tecnologia Flowtite).

O estudo dos bloqueadores solares, produtos capazes de prevenir neoplasias epiteliais torna-se extremamente pertinente já que a radiação ultravioleta, proveniente dos raios solares danifica o material genético entre outras alterações celulares. Várias propostas visando o maior acesso a estes produtos, como reclassificação sanitária, dispensação compulsória, aliados a programas de reeducação estão em estudo pelo Sistema Único de Saúde-SUS e Agência Nacional de Vigilância Sanitária–ANVISA. Diante da necessidade pelo desenvolvimento de filtros solares mais seguros e eficazes, sensorialmente agradáveis o presente estudo visa à utilização de partículas de fosfato de cálcio bifásico (BCP) associadas a dióxido de titânio forma como possível insumo sem recorrer a introdução de novos filtros UV.O trabalho foi estruturado com a caracterização das matérias-primas bem como misturas 50:50 sem e com tratamento térmico através de difração de raios X (XRD) e Microscopia Eletrônica, bem como sua capacidade de absorção óptica no UV-Vis e transformação de fase Hidroxiapatita em β-TCP e a formação de Titanato de cálcio. Os resultados de DRX apresentaram um perfil de difratometria com picos indicativos do composto BCP e dióxido de titânio sem impurezas. A transformação de fases e formação de titanato de cálcio foi observada a partir de 2 horas de sinterização das misturas. A partir da análise topográfica do MEV observou-se que maiores temperaturas e tempos promovem aumento da suavidade das superfícies. A capacidade da absorção óptica das misturas mostrou que mesmo a simples mistura promove um perfil de absorção satisfatório em relação aos compostos puros. A mistura sinterizada por diferentes tempos apresentou um perfil semelhante a mistura não sinterizada, indicando que a transformação de fases e a formação do titanato de cálcio não aumenta a absorção óptica na região UV porém desloca a curva contribuindo para a melhoria do aspecto de película branca indesejável em filtros solares. Concluímos que os materiais possuem espectros de absorção óptica satisfatórios para os objetivos desse trabalho, que é o uso desses compostos em filtros solares. As partículas fosfatos de cálcio são aplicáveis como ingredientes cosméticos para uma variedade de produtos necessários a proteção contra a radiação ultravioleta, principalmente quando se busca produtos menos sensibilizantes.

A pele é o maior órgão do corpo humano correspondendo a 20% da massa corporal total. Dentre outras funções a mais importante é corresponder a primeira barreira imunológica do organismo. Sem a cobertura da pele o organismo se desarmoniza de tal forma que pode ser incompatível com a vida. Portanto, desde a pré-história, o tratamento de feridas, em especial as lesões cutâneas, sofreu modificações com o intuito de melhorar seu processo cicatricial. As lesões cutâneas julgadas como mais significativas para o presente trabalho, são os ferimentos por queimaduras e as úlceras crônicas. Nos estudos de engenharia de tecidos os hidrogéis são de grande interesse, sendo que um dos polímeros que melhor atende as necessidades de um hidrogel para fins biomédicos é a quitosana. No presente estudo, hidrogéis de Quitosana foram reticulados com ácido adípico na presença de carbodiimida solúvel em água a fim de obter filmes para aplicação potencial no tratamento de lesões cutâneas. A matéria-prima foi caracterizada através de técnicas de viscosimetria, FTIR, titulação potenciométrica, DSC, TGA, DRX. Os filmes produzidos foram por sua vez caracterizados por MO, MEV, DRX, FTIR, DSC, TGA, bem como tiveram avaliadas suas propriedades mecânicas, GI e a transmissão do vapor d'água. O material investigado apresentou resultados promissores quanto a uma futura utilização como biomaterial, tendo em vista as propriedades mecânicas obtidas e sua viabilidade celular que foi foram compatíveis com as características do tecido epitelial e por tal motivo o coloca como uma possibilidade para engenharia de tecidos. Além de outros resultados como modulação do grau de intumescimento e TVA pela quantidade de reticulações promovidas no material. Espera-se que os resultados obtidos possam permitir a continuidade no estudo desses materiais.

Os fluidos de corte são utilizados em processos de usinagem por apresentarem vários benefícios no decorrer de suas operações. Entretanto, os aspectos ambientais têm-se tornado cada vez mais importantes dentro dos processos produtivos, somando-se aos aspectos econômicos e tecnológicos. Levando-se em conta a grande demanda do fluido de corte mineral emulsionável, verifica-se a necessidade de melhor aproveitá-los de modo a evitar o descarte prematuro assim como estratégias de reformulação visando melhorias no processo de usinagem. Neste trabalho foi realizado inicialmente o monitoramento do fluido de corte mineral emulsionável com uso contínuo no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho empregando-se os parâmetros de concentração de óleo mineral na emulsão, densidade, viscosidade e pH (potencial hidrogeniônico) ao longo de 9 ciclos de retificação, além de analisar as modificações físico-químicas e microbiológicas sofridas pelo fluido de corte por meio da sua degradabilidade ao final de 6 meses de uso. Os resultados de monitoramento mostraram variações significativas para os valores de concentração e pH. Os resultados da degradabilidade mostraram alterações nos valores de pH, índice de acidez, sólidos totais, Demanda Química de Oxigênio (DQO), condutividade e elevação de contaminação microbiana. Posteriormente, foi utilizado uma nova emulsão na retificadora visando realizar os ajustes dos parâmetros quando afetados pela degradação com o intuito de aumentar o tempo de vida, por meio das recomendações do fabricante do fluido de corte com o uso de biocida a base de triazina e alcalinizante durante um período de quatro meses. Como resultado do monitoramento observa-se que os valores de concentração e pH sofreram variações significativas, porém os valores de pH permaneceram dentro das especificações do fabricante, a contagem microbiológica manteve-se dentro dos parâmetros e o grau de corrosão diminui com a adição do biocida. Em seguida, propõe-se a reformulação de fluido de corte com a adição dos aditivos: Agente de Oleosidade (A1), Componente Lubrificante (A2) e Extrema Pressão (E.P.) (A3), objetivando uma melhoria na eficiência do processo. Os resultados mostraram um melhor desempenho da emulsão aditivada com o aditivo de Extrema Pressão (E.P.) (A3). Então, a emulsão foi reformulada, emulsionada e acondicionada no reservatório da retificadora. Fez-se o monitoramento da concentração, pH, grau de corrosão e contagem microbiológica visando o ajuste das propriedades afetadas durante o processo de retificação. Esta reformulação tem como objetivo o aumento do tempo de vida da emulsão aditivada. Como resultado do monitoramento observa-se que os valores de concentração sofreram variações significativas e os valores de pH não sofreram variações significativas. Os valores de pH permaneceram dentro das especificações ótimas de trabalho, a contagem microbiológica manteve-se dentro dos parâmetros estabelecidos e o grau de corrosão diminui com a adição do biocida. Finalmente, foi avaliado o desempenho de um outro biocida industrial a base de 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida, no aumento do tempo de vida do fluido de corte. Este biocida apresenta um mecanismo de controle de proliferação microbiana diferente do biocida a base de triazina, pois não libera formaldeído. Fez-se o monitoramento da concentração, pH, grau de corrosão e contagem microbiológica. Os resultados de monitoramento mostraram uma redução da contaminação microbiana e uma posterior queda de valor de pH, exigindo assim o uso de alcalinizantes e uma tendência do aumento do grau de corrosão da emulsão. Os resultados viabilizaram a reutilização do fluido de corte por meio de ajustes de biocida a base de triazina, pois o mesmo proporcionou manutenção na eficiência do processo com a manutenção dos parâmetros operacionais de uso quando comparado ao fluido comercial com a vantagem de uma produção mais limpa e com o aumento de tempo de vida do fluido. A reformulação do fluido proporcionou um melhor desempenho do processo e aumento do tempo de vida. Os resultados da recuperabilidade do fluido de corte por meio de ajustes de biocida a base de 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida apresentaram a manutenção dos parâmetros operacionais, porém o grau de corrosão é crítico.