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04/11/2019 Plataforma Sucupira https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 1/31 Portal do Coordenador PLATAFORMA SUCUPIRA Emitido em 04/11/2019 às 16:03 RELATÓRIO DE CONFERÊNCIA DE TRABALHOS DE CONCLUSÃO Ano de Referência: 2017 Instituição de Ensino: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO (PUC-RIO) Programa: ENGENHARIA MATERIAIS E DE PROCESSOS QUÍMICOS E METALÚRGICOS (31005012013P8) Aplicação da Integral J em Aços de Diferentes Limites de Escoamento Autor: THAIS MOTTA DA SILVA Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 28/08/2017 Resumo: Procedimentos convencionais de avaliação da resistência à fratura sob condições elasto-plásticas, Integral J, como por exemplo ASTM E1820, ASTM E1290 e BS 7448, indicam metodologias experimentais com base, usualmente em corpos de prova compactos, C(T), e de flexão em três pontos, SE(B). Entretanto, ambas geometrias fornecem condições de elevada restrição plástica na ponta da trinca, diferente daquelas que o material apresenta em serviço, resultando num valor conservativo de tenacidade à fratura. Exemplo são vasos de pressão e dutos de espessura fina e elevada pressão interna que durantes suas operações não favorecem a existência de um estado plano de deformação e apresentam uma baixa restrição plástica. Desta forma, o uso de uma geometria alternativa, como a geometria SEN(T) – Single Edge Notched Tension, tem se tornado comum para avaliação da tenacidade à fratura de materiais com maior ductilidade. A British Standard reconheceu a geometria SEN(T) em 2014 através da norma 8571, desenvolvida com base no procedimento DNV RP-F108, sendo esta adotada como uma metodologia de referência para determinação do carregamento critico ou do tamanho crítico de trinca em dutos com aplicações nas áreas onshore e offshore. Porém, para a ASTM esta geometria não é considerada como padronizada. O objetivo desta pesquisa foi estudar o comportamento na fratura, com base nas curvas de resistência (curvas-R), Integral-J e método do compliance, de dois aços estruturais de diferentes limites de escoamento e ductilidades. Para o levantamento das curvas-R se adotou corpos de prova SEN(T), com diferentes profundidades de trinca, que variou de 0,2 a 0,8, além de entalhes laterais (20%) nos corpos de prova do material mais dúctil. Os resultados obtidos demonstraram que a resistência à fratura foi afetada pela ductilidade do material, de maneira que o material mais dúctil apresentou maior valor de J. Entretanto, para ambos os materiais, não foi observada uma influência significativa da profundidade de trinca dos corpos de prova sobre a curva-R característica do aço. Palavras-chave: Aço ASTM A 36, Aço DIN 42CrMo4 Corpos de prova SEN(T) Curvas de resistência Método do compliance Abstract: ************ Keywords: ASTM A 36;Steel DIN 42CrMo4 Steel SEN(T) specimens Resistance curves Compliance method Volume: 01 Páginas: 189 Idioma: PORTUGUES Biblioteca depositada: Biblioteca Central Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS Projeto de Pesquisa: MECÂNICA DE TRINCAS Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA O orientador principal compôs a banca do discente? Sim BANCA EXAMINADORA Nome Categoria ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS PARTICIPANTE EXTERNO ANDRE LUIS MOREIRA DE CARVALHO PARTICIPANTE EXTERNO FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO ACESSO À INFORMAÇÃO PARTICIPE LEGISLAÇÃO ÓRGÃOS DO GOVERNO

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Portal do Coordenador

PLATAFORMA SUCUPIRAEmitido em 04/11/2019 às 16:03

RELATÓRIO DE CONFERÊNCIA DE TRABALHOS DE CONCLUSÃO

Ano de Referência: 2017

Instituição de

Ensino:

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO (PUC-RIO)

Programa: ENGENHARIA MATERIAIS E DE PROCESSOS QUÍMICOS E METALÚRGICOS (31005012013P8)

Aplicação da Integral J em Aços de Diferentes Limites de Escoamento

Autor: THAIS MOTTA DA SILVA

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 28/08/2017

Resumo: Procedimentos convencionais de avaliação da resistência à fratura sob condições elasto-plásticas,

Integral J, como por exemplo ASTM E1820, ASTM E1290 e BS 7448, indicam metodologias experimentais com

base, usualmente em corpos de prova compactos, C(T), e de flexão em três pontos, SE(B). Entretanto, ambas

geometrias fornecem condições de elevada restrição plástica na ponta da trinca, diferente daquelas que o

material apresenta em serviço, resultando num valor conservativo de tenacidade à fratura. Exemplo são

vasos de pressão e dutos de espessura fina e elevada pressão interna que durantes suas operações não

favorecem a existência de um estado plano de deformação e apresentam uma baixa restrição plástica. Desta

forma, o uso de uma geometria alternativa, como a geometria SEN(T) – Single Edge Notched Tension, tem se

tornado comum para avaliação da tenacidade à fratura de materiais com maior ductilidade. A British

Standard reconheceu a geometria SEN(T) em 2014 através da norma 8571, desenvolvida com base no

procedimento DNV RP-F108, sendo esta adotada como uma metodologia de referência para determinação

do carregamento critico ou do tamanho crítico de trinca em dutos com aplicações nas áreas onshore e

offshore. Porém, para a ASTM esta geometria não é considerada como padronizada. O objetivo desta

pesquisa foi estudar o comportamento na fratura, com base nas curvas de resistência (curvas-R), Integral-J e

método do compliance, de dois aços estruturais de diferentes limites de escoamento e ductilidades. Para o

levantamento das curvas-R se adotou corpos de prova SEN(T), com diferentes profundidades de trinca, que

variou de 0,2 a 0,8, além de entalhes laterais (20%) nos corpos de prova do material mais dúctil. Os

resultados obtidos demonstraram que a resistência à fratura foi afetada pela ductilidade do material, de

maneira que o material mais dúctil apresentou maior valor de J. Entretanto, para ambos os materiais, não foi

observada uma influência significativa da profundidade de trinca dos corpos de prova sobre a curva-R

característica do aço.

Palavras-chave: Aço ASTM A 36, Aço DIN 42CrMo4 Corpos de prova SEN(T) Curvas de resistência Método do

compliance

Abstract: ************

Keywords: ASTM A 36;Steel DIN 42CrMo4 Steel SEN(T) specimens Resistance curves Compliance method

Volume: 01 Páginas: 189 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MECÂNICA DE TRINCAS

Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS PARTICIPANTE EXTERNO

ANDRE LUIS MOREIRA DE CARVALHO PARTICIPANTE EXTERNO

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO

ACESSO À INFORMAÇÃO PARTICIPE LEGISLAÇÃO ÓRGÃOS DO GOVERNO

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FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Aplicação de lignina no solo para obtenção de benefícios ambientais

Autor: KRISTIAN ANDRADE PAZ DE LA TORRE

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 14/08/2017

Resumo: A fertilidade dos solos é de enorme importância para a sustentabilidade da produção primária e,

em particular, da produção de alimentos, exercendo função indispensável para os seres vivos dos níveis

subsequentes das cadeias tróficas. Dessa forma, é relevante acrescentar ao solo substâncias que o tornem

mais fértil. Ao escolher a substância para essa finalidade, é interessante considerar alguma que, nas

atividades de processamento de materiais, seja encarada como rejeito. Isso porque, em tais atividades,

apesar de serem obtidos alguns produtos com finalidade importante e conhecida; são gerados outros, que

não são o objetivo e recebem, então, a alcunha de resíduo. Quando um resíduo é simplesmente lançado em

algum lugar, ele tende a criar desequilíbrios ecológicos. Diferentemente, se é incorporado como matéria-

prima em outro processo, obtêm-se dois vistosos benefícios, que são o de evitar os impactos ambientais de

uma disposição direta e, ainda, reduzir a quantidade de insumos a serem usados para abastecer o processo.

No caso dos solos, então, um resíduo que se apresenta como bom candidato para uso, por ser abundante e

natural, é a biomassa. Ela é uma matéria remanescente de diversos processos industriais, apresentando-se

como um bom candidato ao condicionamento de solos. Sua composição química é, majoritariamente,

celulose, hemicelulose e lignina. No presente trabalho, optou-se por usar a lignina, por meio da aplicação de

resíduos com alto teor desse componente. Tal material foi então aplicado sobre o solo, atuando como um

condicionador do mesmo, e também oxidado, para análise de uma possível melhor adequação de suas

características a essa função. O procedimento tem início, então, com a obtenção de um composto rico em

lignina. Em seguida, foi feita sua oxidação. Subsequentemente, esse material foi caracterizado. Então, fez-se

a inoculação do composto rico em lignina em um solo, seguida por ensaios de caracterização do solo

inoculado. Tal caracterização objetiva determinar as propriedades de capacidade de troca catiônica e limites

de Atterberg, de modo a observar os ganhos de fertilidade e resistência à erosão que a lignina pode

proporcionar.

Palavras-chave: Solo Lignina Meio Ambiente Fertilidade

Abstract: ************

Keywords: Soil Lignin Environment Fertility

Volume: 01 Páginas: 140 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

Projeto de Pesquisa: TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS

Orientador: EDUARDO DE ALBUQUERQUE BROCCHI

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

DAVID VILAS BOAS DE CAMPOS PARTICIPANTE EXTERNO

RAUL ALMEIDA NUNES PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Aspectos fundamentais da remoção de boro contido em efluentes aquosos por eletrocoagulação

Autor: THIAGO DA SILVA RIBEIRO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 11/08/2017

Resumo: Compostos de boro são utilizados na indústria metalúrgica, microeletrônica, de vidros, na

agricultura, etc. Esse elemento é um micronutriente essencial no desenvolvimento de microrganismos,

plantas, animais e humanos. No entanto, pode ser tóxico em grandes concentrações e por isso necessita ser

removido de águas e efluentes. No Brasil, o limite padrão é de 0,5 mg/L para águas doces de classe I e II,

estabelecido pela resolução do Conama 357/2005. Por sua vez, a resolução do Conama 430/2011 estabelece

um padrão de lançamento de efluentes de 5 mg/L. A presente dissertação tem como objetivo examinar a

influência dos seguintes parâmetros do processo de eletrocoagulação: densidade de corrente, pH inicial e

tempo de eletrólise na eficiência de remoção de boro de uma solução sintética, utilizando uma célula com

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um arranjo de 4 eletrodos de alumínio (2 catodos e 2 anodos) monopolares em paralelo. Os resultados

obtidos mostram que o processo de eletrocoagulação é viável, e alcança eficiências em torno de 70% (em pH

inicial = 4; densidade de corrente = 18,75mA/cm2 e tempo de eletrólise = 90 min). O modelo cinético que

melhor descreve a remoção de boro foi o de pseudo-primeira ordem. O modelo de Langmuir se ajustou

muito bem aos dados experimentais obtidos. O valor de qm obtido pelo modelo de Langmuir refletiu a

elevada capacidade de adsorção máxima (qm=334mg/g). Através das análises por Microscopia Eletrônica de

Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) na superfície dos eletrodos, observou-se a

presença de corrosão por pitting nos catodos e a corrosão uniforme nos anodos. A morfologia do lodo

produzido no processo de eletrocoagulação foi analisada por MEV, indicando a presença de uma morfologia

heterogênea na superfície. A análise por Difração de Raios-X (DRX) apresentou picos largos característicos de

um material amorfo e a fase de alumínio predominante foi a boehmita, AlO(OH). Através da análise por

Espectroscopia por Perda de Energia de Elétrons (EELS) foi possível a detecção do boro no lodo, além da

detecção de alumínio e de oxigênio. Diante dos resultados obtidos no estudo de otimização a partir da

Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) constatou-se que o desenvolvimento de um modelo

matemático por análise de regressão possibilitou a avaliação do efeito das variáveis independentes

(densidade de corrente, pH inicial e tempo de eletrólise) e as suas interações na remoção de boro.

Palavras-chave: Electrocoagulation;Boron removal Aluminum electrodes Response surface methodology

Abstract: *******

Keywords: Electrocoagulation ,Boron removal Aluminum electrodes Response surface methodology

Volume: 01 Páginas: 200 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

Projeto de Pesquisa: Não informado

Orientador: MAURICIO LEONARDO TOREM

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ANTONIO GUTIERREZ MERMA PARTICIPANTE EXTERNO

BRUNNO FERREIRA DOS SANTOS DOCENTE

LIDIA YOKOYAMA PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

AVALIAÇÃO DO AÇO AISI 1020 REVESTIDO (NANO COATED) EM CORROSÃO POR CO2

Autor: RAYANE ZAMBALDI COVRE DEMONER

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 27/04/2017

Resumo: O aço carbono é amplamente utilizado na confecção de equipamentos e tubulações que atendem

às necessidades dos processos de produção e transporte de combustíveis fósseis. Sabe-se que o aço carbono

em contato com o ambiente de CO2 sofrem corrosão, levando à perda de qualidade no processo e

consequentemente impactos nos custos de produção. Os revestimentos não-metálicos podem ser utilizados

como método de prevenção contra à corrosão, assegurando a qualidade do produto final e diminuindo os

custos de produção. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do aço AISI 1020 revestido

por nanocoating em um meio contendo CO2. Os testes foram realizados em solução salina de 3% wt de NaCl

saturada com CO2 a 75 bar de pressão, temperturas de 50 ºC e 100 ºC e tempos de exposição que variaram de

15 a 30 dias. O comportamento da corrosão foi avaliado através de técnicas eletroquímicas, tais como,

Resistência à Polarização Liner (RPL), Impedância Eletroquímica (EIS) e Curvas Tafel e pela variação de

massa. A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi utilizada para avaliar a morfologia do filme formado e

a Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) foram utilizadas para determinar a

composição química. O melhor resultado do revestimento foi observado para o tempo de 15 dias a 50 ºC,

mesmo assim há formação de uma camada de corrosão. Em todas as outras condições estudadas não houve

proteção efetiva do revestimento. Para as condições estudadas, os resultados obtidos indicam que este tipo

de revestimento não pode ser utilizado para temperaturas acima de 50 ºC.

Palavras-chave: Corrosão por CO2;Revestimento polimérico;Nanotubos;Eletroquímico

Abstract: Carbon steel is widely used in the manufacture of equipment and piping to meet the needs of the

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production and transportation of fossil fuels. It is well known that carbon steel in contact with the CO2

environment will corrode leading to the loss of quality in the process and consequently impacts in

production and repair costs, among others. Non-metallic coatings can be used as a method of preventing

corrosion, ensuring the quality of the final product and reducing production costs. The objective of this work

was the evaluation of a nano coated AISI 1020 steel in a CO2 environment. Corrosion tests were performed in

a brine solution of 3% wt NaCl saturated with CO2, at a pressure of 75 bar and temperatures of 50 °C and 100

°C for 15 and 30 days. The corrosion rate behavior was evaluated through electrochemical techniques, such

as, Linear Polarization Resistance (LPR), Electrochemical Impedance (EIS) and Tafel Curves and mass

variation. Corrosion products were analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction

(XRD) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). For the conditions tested the coating with nanotubes and

polymeric matrix withstand the maximum of 15 days at 50 °C, although a corrosion layer was observed. No

effective coating protection was observed for the other conditions studied, indicating that this type of

coating can not be used for temperatures above 50 °C.

Keywords: CO2 Corrosion;Polymer coating;Nanotubes;Electrochemistry

Volume: 01 Páginas: 191 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: Não informado

Orientador: IVANI DE SOUZA BOTT

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ALVARO AUGUSTO OLIVEIRA MAGALHAES PARTICIPANTE EXTERNO

ELISA JANZEN KASSAB PARTICIPANTE EXTERNO

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Bioflotação da apatita: análise comparativa entre o uso da Rhodococcus Erythropolis e do seu

biossurfactante

Autor: LISA MARINHO DO ROSARIO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 22/08/2017

Resumo: A crescente demanda mundial por matérias-primas minerais levou ao aumento da exploração de

minérios com baixo teor, exigindo o processamento de minérios com mineralogia mais complexa, em

combinação com as especificações mais rigorosas para a produção de concentrados, legislação ambiental

mais estrita e necessidade de alcançar menores custos operacionais. Dentre estes minérios com mineralogia

complexa encontram-se as rochas fosfáticas, comumente ricas em apatita, que em quantidade e

concentração suficientes, formam depósitos de valor econômico e podem então ser utilizadas, após

beneficiamento, na manufatura de produtos comerciais, sendo sua principal aplicação na agricultura, como

fertilizante. O principal método de beneficiamento para concentração da apatita é a flotação. A flotação da

apatita com baixo teor costuma utilizar coletores (surfactantes) sintéticos, que são mais caros, porém

apresentam melhor seletividade. Objetivando conseguir maiores reduções de custo sem perder a eficiência,

surgiram pesquisas com o intuito de substituir estes surfactantes convencionais por biossurfactantes em

operações de processamento mineral, permitindo a separação seletiva de minerais através de alterações na

química de suas superfícies. Esta rota biotecnológica de processamento mineral apresenta-se bastante

atrativa sob o aspecto comercial, visto que além de apresentar baixo custo, é flexível e ambientalmente

aceitável, quando se utiliza microorganismos não patológicos. É essencial compreender os mecanismos e as

consequências resultantes de interações entre microrganismos e minerais antes que seja estabelecida a

utilidade do microrganismo no bioprocessamento de minerais, como, por exemplo, a relação de

hidrofobicidade/hidrofilicidade e, a adsorção e adesão das células bacterianas e produtos metabólicos sobre

superfícies minerais. A presença de grupos funcionais apolares (cadeias hidrocarbônicas) e grupos polares

(carboxilas, fosfatos, hidroxilas) na superfície celular microbiana, conferem aos microrganismos

características similares às de moléculas de surfactantes, o que possibilita o emprego de alguns

microrganismos na função de coletores ou modificadores convencionais, substituindo-os total ou

parcialmente, na flotação mineral. Neste trabalho foi avaliado o uso dos biorreagentes, incluindo o

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biossurfactante, produzidos a partir da estirpe bacteriana Rhodococcus Erythropolis como agentes coletores

e/ou espumantes na bioflotação da apatita. Foram realizados ensaios de flotabilidade da apatita, utilizando

um tubo de Hallimond, na faixa de pH entre 3 e 11, com tamanho de partículas minerais entre (75 – 106) µm,

numa solução de NaCl com concentração de 1×10-3, usando diferentes concentrações do concentrado

bacteriano e do biossurfactante, separadamente, e um tempo de flotação igual a 2 minutos. O

biossurfactante apresentou melhor desempenho, alcançando melhores resultados de flotabilidade quando

comparado com o uso da bactéria, a qual formou mais espuma, indicando possível aplicação desta como

bioespumante. Em todos os casos, tanto para a bactéria quanto para o biossurfactante, observou-se um

incremento da flotabilidade em valores de pH ácido, na faixa entre 3 e 5, a mesma faixa de pH na qual a

bactéria consegue formar espuma, no entanto, a maior flotabilidade apresentou-se no pH 5 com a utilização

do biossurfactante numa concentração de 125 ppm. Os altos percentuais de flotabilidade obtidos com uso

da Rhodococcus Erythropolis (bactéria e biossurfactante) quando comparados com uso de coletores

sintéticos, comprovam a aplicação destes novos reagentes como potenciais substitutos dos reagentes

convencionais no beneficiamento da apatita na indústria mineral, além de destacar a importância da

continuação deste tipo de pesquisa. As implicações industriais deste tipo de estudo, tanto do ponto de vista

econômico como ambiental, podem ser substanciais, visto que os microrganismos podem representar uma

nova classe de reagentes biodegradáveis, o que modificaria bastante o cenário da flotação.

Palavras-chave: Apatita;Flotação Biotecnologia Surfactantes biossurfactante

Abstract: *******

Keywords: Bioflotation of apatite;a comparative analysis between the use of Rhodococcus Erythropolis and

its biosurfactant.

Volume: 01 Páginas: 183 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIA MINERAL

Projeto de Pesquisa: FLOTAÇÃO E BIOSSORÇÃO: APLICAÇÕES EM TRATAMENTO DE MINÉRIOS E METALURGIA

EXTRATIVA

Orientador: MAURICIO LEONARDO TOREM

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

BRUNNO FERREIRA DOS SANTOS DOCENTE

FLAVIA PAULUCCI CIANGA SILVAS PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Caracterização da Poliamida 12 e Polietileno de Alta Densidade antes e depois do envelhecimento em

água a diferentes temperaturas

Autor: RODRIGO CAMPELLO TUCUNDUVA

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 17/08/2017

Resumo: Nos últimos anos surgiram algumas alternativas para as tubulações de aço carbono que são a

grande maioria no transporte de petróleo e gás com grande destaque para os materiais poliméricos,

principalmente devido a apresentarem baixa densidade em relação aos metais, boa resistência à corrosão e

boa processabilidade. Além disso, os polímeros apresentam maior facilidade de manutenção e instalação,

tornando-os economicamente viáveis. No entanto, esses materiais podem sofrer degradação quando

expostos a produtos químicos e a temperatura. O objetivo desse trabalho e avaliar a variação das

propriedades mecânicas das poliamidas 12 e dos polietilenos de alta densidade quando envelhecidos em

água durante 6 meses a temperatura ambiente e a 70 0C. Para a caracterização do material foram realizados,

ensaio mecânicos de tração, impacto e de excitação por impulso, como a caracterização por microscopia

eletrônica. Os resultados das caracterizações das amostras após envelhecimento foram comparados com os

resultados obtidos dos materiais originais, de forma a percebermos que todas as amostras sofreram

variações em suas propriedades mecânicas. A temperatura ambiente as amostras de PEAD sofreram um

aumento em sua rigidez, aumentando sua resiliência, reduzindo sua resistência ao impacto, reduzindo

também a tensão de escoamento e reduzindo seu amortecimento. Já para as amostras de PEAD

envelhecidas a 70 0C houve uma redução na sua rigidez e tensão de escoamento, no entanto houve um

aumento em sua resistência ao impacto e na resiliência do material. Para as poliamidas 12 envelhecidas a

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temperatura ambiente houve uma significativa redução na sua rigidez, na sua tensão de escoamento e

tensão máxima, houve um aumento na resiliência do material coerente com um aumento da resistência ao

impacto e um aumento no amolecimento. A 70 0C a poliamida 12 mostrou uma redução na sua rigidez,

tensão de escoamento e tensão máxima, houve um aumento na resiliência e na resistência ao impacto,

seguido de uma redução no amolecimento. Em todas as situações de envelhecimento as PEAD sofreram uma

degradação na cor do material, o que não ficou tão visível para as poliamidas 12 principalmente para o

envelhecimento a temperatura ambiente. Sendo assim o comportamento mecânico dos polímeros foi

influenciado pela temperatura, sempre acarretando variações em suas propriedades mecânicas e

dependendo da situação podendo ser mais ou menos relevante.

Palavras-chave: Poliamida 12;Polietileno de Alta Densidade;Envelhecimento;Temperatura;Tração;Excitação

por Impulso;Água;MEV;Impacto.

Abstract: In recent years, some alternatives have emerged for carbon steel pipelines, which are the majority

in the transport of oil and gas, with a great prominence for polymeric materials, mainly due to their low metal

density, good corrosion resistance and good processability. In addition, the polymers present greater ease of

maintenance and installation, making them economically viable. However, such materials may be degraded

when exposed to chemicals and heat. The objective of this work is to evaluate the variation of the mechanical

properties of polyamides 12 and high density polyethylenes when aged in water for 6 months at ambient

temperature and at 70 0C, considering that the service temperature of these materials ranges from 70 to 80

0C. For the characterization of the material, mechanical tests of traction, impact and excitation by sonorous

impulse were carried out, such as the characterization by electron microscopy. The results of the

characterization of the samples after aging were compared with the results obtained from the original

materials, in order to realize that all the samples suffered variations in their mechanical properties. At

ambient temperature samples of HDPE increased their stiffness, increasing their resilience, reducing their

impact resistance, also reducing the yield stress and reducing their damping. However, for HDPE samples

aged 70 ° C, there was a reduction in their stiffness and yield stress, however, there was an increase in their

impact strength and material resilience. For polyamides 12 aged at ambient temperature there was a

significant reduction in stiffness, flow stress and maximum stress, there was an increase in the resilience of

the material consistent with an increase in impact strength and an increase in softening. At 70 0C polyamide

12 showed a reduction in stiffness, yield stress and maximum stress, there was an increase in resilience and

impact strength, followed by a reduction in softening. In all aging situations the HDPE suffered a degradation

in the color of the material, which was not so visible for the polyamides 12 mainly for aging at ambient

temperature. Thus, the mechanical behavior of the polymers was influenced by temperature, always leading

to variations in their mechanical properties and depending on the situation, being more or less relevant.

Keywords: Polyamide 12;High density polyethylene;Aging;Temperature;Traction;Impulse

Excitation;Water;MEV;Impact.

Volume: 01 Páginas: 169 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS

Orientador: JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

FLAVIO DE ANDRADE SILVA PARTICIPANTE EXTERNO

MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Caracterização das Propriedades Mecânicas de Zircônias Policristalinas Tetragonais Estabilizadas com

Ítria

Autor: JOSE EDUARDO VASCONCELLOS AMARANTE

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 20/12/2017

Resumo: Materiais à base de zircônia apresentam excelentes propriedades mecânicas, estabilidade química

e dimensional, tenacidade, juntamente com um módulo de Young na mesma ordem de grandeza de ligas de

aço inoxidável. Devido à essas características, a zircônia tem sido utilizada em uma ampla gama de

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aplicações, incluindo a fabricação de peças protéticas. As modificações na composição da zircônia e o

desenvolvimento do CAD-CAM (computer assisted design) fizeram com que as próteses à base de zircônia se

tornassem um procedimento clinico frequentemente realizado na atual Odontologia restauradora. Blocos

pré-sinterizados de zircônia, fabricados industrialmente, homogêneos e com falhas mínimas são usinados

em um ambiente industrial controlado para receberem a forma desejada. Após a usinagem, as peças em

zircônia são sinterizadas para promover sua densificação final. Este processo reduz os possíveis defeitos

criados por etapas laboratoriais manuais e intermediárias na confecção de restaurações dentárias. O

objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da degradação hidrotérmica e do jateamento com óxido de

alumínio nas propriedades mecânicas de três tipos de zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítria

(ZTPI). Três tipos de zircônias contendo diferentes concentrações de ítria e grau de translucidez foram

utilizadas: ZTPI com 5,2%mol (Prettau Anterior Super-Translúcida da Zirkonzahn), ZTPI com 3%mol de Y2O3

(VIPI Block Zirconn) e ZTPI com 3%mol de Y2O3 com translucidez melhorada (VIPI Block Zirconn

Translucent). Todas indicadas para uso em próteses odontológicas monolíticas. 15 corpos de prova de cada

zircônia testada foram sinterizados e divididos em três grupos de acordo com otratamento de superfície e

processo de degradação. No Grupo I as zircôniassofreram jateamento com óxido de alumino. No grupo II as

zircônias foram lixadas e polidas. No grupo III as zircônias foram lixadas, polidas, recuperadas e degradadas

em reator hidrotérmico por 5 horas a 134oC e 2 bar. Para a caracterização microestrutural foram realizados

ensaios de difração de raios-X, espectrometria Raman, densidade relativa, microdureza Vickers, rugosidade

superficial e análise de tamanho médio de grão por MEV. Os resultados mostraram que a densidade de todos

os grupos ficou acima de 99% e que a degradação promoveu a transformação de fase monoclínica e afetou

os valores de resistência à flexão. No entanto, a indicação clínica das cerâmicas não foi alterada. O tamanho

médio de grão ficou entre 0,367 e 0,621 μm. A dureza e tenacidade à fratura do material não sofreram

alterações em função do teor de ítria ou das fases cristalinas presentes. A degradação não afetou de forma

significativa os valores de rugosidade, porém, o jateamento com óxido de alumínio não só afetou os valores

de flexão como alterou a indicação clínica de cerâmicas utilizadas neste trabalho.

Palavras-chave: Zircônia Cerâmicas dentárias Degradação Hidrotérmica Degradação a baixa Temperatura

Y2O3

Abstract: Zirconia-based materials present excellent mechanical properties, tenacity, chemical, and

dimensional stability as well as their Young modulus is similar to stainless steel alloys. Due to these

characteristics, zirconia has been largely applied in the fabrication of dental prostheses. Modifications in the

zirconia composition and the development of CAD-CAM systems has allowed zirconia-based restorations to

become a common clinical procedure in current dentistry. Fully sintered and homogeneous blocks from

industry are machined at controlled environments seeking to obtain the desired geometry of the

restorations. After the machining process, the restorations are sintered to improve their density. This process

reduces the failures caused by manual and laboratorial manipulations during fabrication procedure. The aim

of this study is to evaluate the effect of hydrothermal aging and sandblasting with aluminum oxide on the

mechanical properties of three Yttria-containing tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP). Three types of Y-

TZP, containing different yttria dioxide, were used in the study: Y-TZP with 5,2%mol Y2O3 (Prettau Anterior

Super-Translúcida da Zirkonzahn), Y-TZP with 3%mol de Y2O3 (VIPI Block Zirconn) and Y-TZP with 3%mol

Y2O3 and optimized translucency (VIPI Block Zirconn Translucent). All the zirconias are indicated for being

used as monolithic restorations. 15 specimens from each zirconia tested were sintered and distributed to

three groups according to the surface treatment and the aging process. In the group I, the specimens were

sandblasted with aluminum oxide particles. For the group II, the zirconia specimens were abraded and

polished. In the group III, the specimens were abraded, polished, recovered and aged in a reactor controller

for 5 hours at 134 oC and 2 bar. The characterization of the zirconia microstructure has been carried out by

means of: X-ray diffraction, relative density, Raman spectroscopy, Vickers microhardness, superficial

roughness. In addition, the average grain size analysis by scanning electron microscopy were made. The

results show that the relative density values were above 99%, and that the hydrothermal aging causes

monoclinic phase transformation and affects flexural strength values. However, the clinical indications of

materials did not change. The average grain size was between 0.367 and 0.621. The microhardness and

tenacity values of materials did not change by yttria concentration or crystallographic phases. The roughness

values were not significantly affected by the hydrothermal aging. On the other hand, the flexural strength

values were affected by sandblasting process and clinical indication of ceramics tested was changed.

Keywords: Zirconia Dental ceramics Hydrothermal aging Low-temperature degradation Y2O3

Volume: 01 Páginas: 189 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

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Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MATERIAIS DE APLICAÇÕES EM ODONTOLOGIA

Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

CARLOS NELSON ELIAS PARTICIPANTE EXTERNO

CLAUDINEI DOS SANTOS PARTICIPANTE EXTERNO

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO

GRACE MENDONCA DIAS DE SOUZA PARTICIPANTE EXTERNO

LUIZ CARLOS PEREIRA PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Cerâmica maciça da família A2M3O12 com o coeficiente de expansão térmica próximo a zero e suas

propriedades mecânicas

Autor: LUCIANA PRATES PRISCO

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 12/04/2017

Resumo: Cerâmicas termomióticas vem despertando interesse devido a sua propriedade de apresentar, sob

aquecimento, uma expansão térmica baixa, próxima a zero ou negativa. Essa propriedade é proveniente de

uma vibração transversal do ânion, que resulta numa aproximação de átomos em determinadas direções. A

família A2M3O12 (A = um cátion trivalente e M = Mo6+ ou W6+) apresenta uma transição de fase de

monoclínica para ortorrômbica, sendo somente a fase ortorrômbica que apresenta o comportamento

termomiótico. Essa família, especificamente, vem sendo bastante pesquisada, pois possui a vantagem de

permitir uma vasta flexibilidade química, sem mudar de estrutura cristalina e por consequência, permitir

ajustes no coeficiente de expansão térmica de acordo com a aplicação a qual o material se destina. A

expansão térmica próxima à zero pode levar a uma promissora alta resistência ao choque térmico. Esse

trabalho teve como objetivo, estudar as propriedades térmicas e mecânicas do Al2W3O12 que possui baixa

expansão térmica positiva com o objetivo de determinar sua resistência ao choque térmico pela figura de

mérito de Hasselman. Para isso, todas as suas propriedades térmicas (expansão térmica e condutividade) e

mecânicas (módulo de elasticidade e resistência mecânica) foram obtidas experimentalmente apresentando

um valor promissor de 120K (comparável ao da safira) para resistência ao choque térmico pela figura de

mérito de Hasselman sob condições severas de aquecimento. A partir desse resultado foi desenvolvido uma

segunda pesquisa com o objetivo de refinar a microestrutura e aumentar a densidade relativa da cerâmica

maciça do Al2W3O12 e assim incrementar suas propriedades mecânicas. Uma síntese por co-precipitação,

seguida de uma prensagem isostática e uma sinterização desenvolvida em três etapas foram

implementadas, obtendo-se um aumento de 91% para 96% na densidade relativa, com aumento de 19% no

módulo de elasticidade e de 35% na dureza vickers se comparados aos resultados obtidos pela amostra

sinterizada anteriormente pelo método convencional de sinterização em uma etapa. No terceiro estágio

desta tese foi estudada a expansão térmica de uma novo material (In0,5(ZrMg)0,75Mo3O12) com promissora

expansão térmica próxima a zero (10-7 K-1), a partir do cálculo da regra das misturas. O material foi

sintetizado por evaportação total.e seu coeficiente de expansão térmica intrínseco determinado in situ por

difração de Raios-X foi de 1,6x10-7 K-1 na faixa de temperatura de 100 a 500°C, enquanto o coeficiente de

expansão térmica maciço, medido por dilatometria, foi de 6,68 x 10-7 K-1, na faixa de temperatura de 100 a

800°C. Esse material apresenta uma transição de fase de monoclínica para ortorrômbica na temperatura de

82°C o que limita seu uso como material termomiótico em temperaturas abaixo de 100°C.

Palavras-chave: Expansão térmica próxima a zero;Resistência ao choque térmico;Cerâmica maciça;Material

termomiótico.

Abstract: Thermomiotic ceramics have been arousing interest due to their property of presenting a low, near

or zero thermal expansion under hearing. This property comes from a transverse vibration of the anion,

which results in an approximation of atoms in certain crystallographic axes. The A2M3O12 family (A = a

trivalent cation and M = Mo6 + or W6 +) presents a phase transition from monoclinic to orthorhombic, with

only the orthorhombic phase exhibiting thermomiotic behavior. This family is widely researched since it has

the advantage of allowing a wide chemical flexibility without changing the crystalline structure and

consequently allowing adjustments in the coefficient of thermal expansion according to the application,

which the material is intended. Thermal expansion close to zero can lead to a promising high thermal shock

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resistance. This work aimed to study the thermal and mechanical properties of Al2W3O12 that has low

thermal expansion with the goal of determining its thermal shock resistance by the Hasselman figure of

merit. For this, all its thermal properties (thermal expansion and conductivity) and mechanical (Young

modulus and mechanical strength) were obtained experimentally and presented a promising value of 120K

(comparable to sapphire) for thermal shock resistance by the figure of merit of Hasselman under severe

heating. A second research was developed with the goal of refining the microstructure and increasing the

relative density of the Al2W3O12 bulk ceramics and thus increasing its mechanical properties. A synthesis by

co-precipitation, folled by an isostatic pressing and a three steps sintering were carried out, obtaining an

increase of 91% to 96% in the relative density, with increase of 19% in modulus of elasticity and 35% in

Vickers hardness when compared to conventional sintering. The thermal expansion of a new material

(In0,5(ZrMg)0,75Mo3O12) with promising thermal expansion close to zero (10-7 K-1), calculated by mixing

rule was studied in the third chapter of this thesis. The material was synthesized by total evaporation. Its

intrinsic thermal expansion coefficient was determined in situ by X-ray diffraction and presented a value of

1.6x10-7 K-1 in the temperature range of 100 to 500 ° C, while the coefficient of expansion of the bulk

obtained by dilatometry, was 6.68 x 10-7 K-1, in the temperature range of 100 to 800 ° C. This material

presents a phase transition from monoclinic to orthorhombic at 82 ° C, which limits its use as thermomiothic

material at temperatures above 100 ° C.

Keywords: Near zero thermal expansion;Thermal shock resistance;Bulk ceramic;Thermomiotic material.

Volume: 01 Páginas: 200 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Centranl

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / CARACTERIZAÇÃO

Projeto de Pesquisa: MATERIAIS CERÂMICOS NANOMÉTRICOS COM EXPANSÃO TÉRMICA E PROPRIEDADES

FOTOELÉTRICAS CONTROLADAS

Orientador: BOJAN MARINKOVIC

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

CELIO ALBANO DA COSTA NETO PARTICIPANTE EXTERNO

IVANI DE SOUZA BOTT DOCENTE

ROBERTO DE OLIVEIRA MAGNAGO PARTICIPANTE EXTERNO

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Contribuição na avaliação da vida útil de eixo virabrequim sob fadiga multiaxial

Autor: ROBERTA AMORIM MONTEIRO GONCALVES CONCY

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 19/09/2017

Resumo: Falhas por fadiga são recorrentes em componentes mecânicos e estruturais em todos os campos

da Engenharia. Assim, uma avaliação segura da vida em fadiga deve incorporar metodologias numéricas,

analíticas e experimentais, considerando o material e geometria do componente, o tipo e duração do

carregamento atuante, bem como as condições ambientais de serviço. As previsões de falhas por fadiga

tornam-se críticas sob condições multiaxiais de carregamento, uma vez que a complexidade do estado de

tensões requer uma análise com base em modelos mais avançados do que aqueles adotados para

carregamentos uniaxiais. Neste contexto, alguns critérios foram desenvolvidos para tentar prever a falha de

componentes submetidos a carregamentos cíclicos multiaxiais. Um exemplo de componente mecânico

sujeito a fadiga multiaxial quando em serviço são os eixos virabrequim de unidades geradoras de plantas

termoelétricas. Usualmente projetados segundo o critério de Findley, falhas recentes de eixos virabrequim

ocorridas no parque termoelétrico nacional, tem provocado o questionamento da eficiência de tal critério.

Desta forma, o presente estudo teve como objetivo analisar a aplicabilidade de seis modelos (Papadopoulos,

Findley, Matake, McDiarmid, Carpinteri & Spagnoli e Liu & Mahadevan) de fadiga multiaxial de alto ciclo,

baseados no plano crítico, para prever a falha de eixos virabrequim de unidades geradoras. Para aplicação

dos modelos, adotaram-se diferentes parâmetros de carregamento (tensão média e defasagem de aplicação

das tensões normais e cisalhantes) e propriedades de material (resistência à fadiga), partindo de valores

encontrados na literatura. Observou-se uma divergência entre os resultados de cada modelo estudado,

sendo uns mais conservadores do que os outros, em função do carregamento e propriedades do material.

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Entretanto, o modelo de Papadopoulos, com base na facilidade de aplicação e sensibilidade de previsão da

falha, mostrou-se mais adequado para adoção no projeto de eixos virabrequim, objetos de interesse deste

estudo.

Palavras-chave: Fadiga de alto;ciclo Carregamentos em fase e fora de fase Aços estruturais Eixos

virabrequins Usinas termoelétricas

Abstract: ***********

Keywords: High cycle;fatigue In-phase and out-of-phase loading Structural steels Crankshafts

Thermoelectric plants

Volume: 01 Páginas: 220 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: OTIMIZAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MATERIAIS ESTRUTURAIS

Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ARNALDO FREITAS CAMARAO PARTICIPANTE EXTERNO

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO

GILVANIA TERTO ALVES PARTICIPANTE EXTERNO

RICARDO PONDE WEBER PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Co-precipitation synthesis of Y2W3O12 and Al2W3O12 submicronic powders and their application in

polymer matrix composites

Autor: PATRICIA ISABEL PONTON BRAVO

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 31/01/2017

Resumo: O objetivo deste trabalho foi sintetizar pós submicrônicos de Y2W3O12 e Al2W3O12 visando estudar

o efeito da incorporação destas cargas no coeficiente de expansão térmica (CET) e nas propriedades

mecânicas de compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD). As partículas de Y2W3O12 foram obtidas

pelos métodos de co-precipitação por mistura de reagentes e co-precipitação reversa modificada, com o

intuito de avaliar a influência destas rotas no grau de aglomeração dos pós preparados. Ambos os métodos

permitiram obter pós submicrônicos de Y2W3O12 (0.6-0.7 µm) com tamanhos de partículas primárias e graus

de aglomeração semelhantes, conforme verificado por diversas técnicas de caracterização. As partículas de

Al2W3O12 foram sintetizadas pelos métodos de coprecipitação por mistura de reagentes e coprecipitação

normal, utilizando duas fontes de tungstênio. Os efeitos do pH da síntese (4.2 e 6.0) e da técnica de secagem

dos precursores (micro-ondas e secagem ao vácuo) no estado de aglomeração dos pós sintetizados foram

avaliados. Pós submicrônicos de Al2W3O12 (0.22-0.87 µm) foram produzidos utilizando estas rotas. A co-

precipitação pela mistura de reagentes em pH=4.0 e secagem do precursor no micro-ondas permitiram obter

pós com aglomerados de menor tamanho (~0.22 µm). Os compósitos de PEAD foram fabricados por

microextrusão-microinjeção, adicionando partículas de Al2W3O12 e Y2W3O12 (~0.70 µm) em frações

volumétricas na faixa de 0.01-0.11. Os compósitos PEAD/Y2W3O12 exibiram reduções no CET de 20-27%

quando comparados ao PEAD puro na faixa de temperatura de 25-100 °C, enquanto os compósitos

PEAD/Al2W3O12 mostraram reduções no CET de 10-14 %. O módulo de Young incrementou 11-32 % e 8-21 %

para os compósitos reforçados com Y2W3O12 e Al2W3O12, respectivamente, enquanto a estabilidade

térmica do PEAD foi preservada para todos os compósitos.

Palavras-chave: Expansão térmica negativa Coprecipitação Compósitos poliméricos Aglomeração

Abstract: The aim of this work was to synthesize Al2W3O12 and Y2W3O12 submicronic powders and study

the effect of incorporation of these fillers on thermal expansion coefficient (CTE) and mechanical properties

of high density polyethylene (HDPE) composites. Y2W3O12 was synthesized via co-precipitation by mixing

reactants and modified reverse strike co-precipitation, to assess the influence of the method on

agglomeration degree of powders. Both methods produced Y2W3O12 submicronic powders (0.60 0.70 μm),

with similar primary particle sizes and agglomeration degrees, as verified by different characterization

techniques. Al2W3O12 was synthesized via co-precipitation by mixing reactants and normal strike method,

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using two distinct tungsten sources and the as-synthesized precursors were microwave dryied. The effects of

synthesis pH (4.2 and 6.0) on final agglomeration state of the as-synthesized powders were assessed.

Al2W3O12 submicronic powders (0.22 0.87 μm) were synthesized by these routes. Co-precipitation by mixing

reactants at pH=4.2 led to Al2W3O12 powders with smaller agglomerate sizes (~0.22 μm). HDPE composites

were manufactured by micro-compounding, using Al2W3O12 and Y2W3O12 powders with similar particle

sizes (~0.70 μm), at volume fractions in the range of 0.001 0.011. HDPE/Y2W3O12 composites presented CTE

reductions of 20 25 % compared to neat HDPE, in the temperature range of 25 70 °C, while HDPE/Al2W3O12

composites displayed reductions on CTE of 7 8 %. Young’s moduli of composites were increased 11 32 % nd

21 % when filled with Y2W3O12 and Al2W3O12, respectively, whilst thermal stability of HDPE was preserved

for all composites.

Keywords: Expansão térmica negativa Coprecipitação Compósitos poliméricos Aglomeração

Volume: 01 Páginas: 110 Idioma: INGLES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / CARACTERIZAÇÃO

Projeto de Pesquisa: MODELAGEM, SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS AVANÇADOS

Orientador: BOJAN MARINKOVIC

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

IVANI DE SOUZA BOTT DOCENTE

PAULA MENDES JARDIM PARTICIPANTE EXTERNO

ROBERTO DE OLIVEIRA MAGNAGO PARTICIPANTE EXTERNO

SONIA LETICHEVSKY PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

EFEITO DE UMA SOLUÇÃO DE ÁGUA DO MAR E GÁS CARBÔNICO SUPERCRÍTICO SOBRE UM CALCÁRIO

CALCÍTICO.

Autor: CELSO DE CASTRO MACHADO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 27/04/2017

Resumo: *****

Palavras-chave: *********

Abstract: **********

Keywords: ***********

Volume: 01 Páginas: 155 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: Não informado

Orientador: ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Estudo da decomposição térmica da fibra do coco verde na presença de um catalisador nano

estruturado

Autor: FELIPE ZANONE RIBEIRO MONTEIRO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 14/08/2017

Resumo: Com aumento da preocupação político-ambiental, torna-se imperativo desenvolver processos

eficientes em termos econômicos e energéticos para a produção sustentável de combustíveis e produtos

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químicos. A liquefação hidrotérmica (HTL) é um processo para a transformação de materiais orgânicos, tais

como bio-resíduos ou biomassa, em óleo bruto, em temperaturas usualmente inferiores a 400°C sob altas

pressões na presença de água, e, dependendo do processo, de um catalisador. Nesse contexto, é importante

entender o comportamento de degradação térmica do material em atmosfera inerte, no sentido de se

investigar a possibilidade de quebra das cadeias poliméricas inicias em moléculas menores, que, mediante

pressão, poderão ser convertidas em novos produtos. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho estão

associados ao estudo termogravimétrico (TG) da degradação térmica da fibra do coco verde na presença de

uma ferrita de cobalto (Fe2CoO4), utilizada no intuito de gerar um efeito catalítico, acelerando a degradação

térmica das estruturas poliméricas presentes, e, que possa ser usada posteriormente em uma rota HTL. Os

catalisadores foram produzidos a 1000oC em diferentes tempos de calcinação (3h, 6h e 9h), sendo, nas

misturas com a fibra, a fração mássica de óxido igual a 50%. As amostras de interesse para a pesquisa foram

caracterizadas mediante diferentes técnicas, tais como, a microscopia eletrônica de varredura, para o estudo

da morfologia e composição elementar, difração de raios X, para a quantificação das fases presentes nas

amostras de ferrita, e espectroscopia de infravermelho, visando à identificação das principais ligações

químicas nas fibras, tanto antes quanto durante o tratamento térmico. Dentre todos os ensaios de TG

realizados, os experimentos com o catalisador calcinado durante 9h foi o que mostrou uma melhor resposta

com relação à degradação térmica das fibras, alcançando-se uma perda de massa de 100%. Os resultados

sugerem ainda que, tanto o tempo de calcinação, quanto a natureza do processo de mistura apresentam

efeitos significativos sobre a cinética de degradação.

Palavras-chave: Biomassa, fibra do coco verde, bio-óleo, liquefação hidrotérmica, ferrita de cobalto,

decomposição térmica, termogravimetria

Abstract: ************

Keywords: biomass hydrothermal liquefaction Cobalt Ferrit Termogravimetry

Volume: 01 Páginas: 135 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

Projeto de Pesquisa: TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS

Orientador: FRANCISCO JOSE MOURA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ALEXANDRE VARGAS GRILLO PARTICIPANTE EXTERNO

BRUNNO FERREIRA DOS SANTOS DOCENTE

ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Estudo da influência de defeitos microestruturais no limiar de fadiga de aços estruturais

Autor: LETICIA BUENO NOGUEIRA

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 20/09/2017

Resumo: Componentes mecânicos e estruturais são submetidos a esforços quando em serviço que podem

acarretar alterações de ordem macroscópica e/ou microscópica. Fatores como taxa de deformação, meio

ambiente, microestrutura e temperatura podem estar associados a iniciação e propagação de trincas e,

consequentemente, contribuir para abreviar a vida útil do componente. A capacidade de definir condições

nas quais trincas ou defeitos existentes em um componente estão em estágio de não propagação (ou limiar

de propagação) é crítica para a estimativa da vida residual do componente e programação de ações que

permitam estender sua vida em serviço, criando uma filosofia de projetos tolerantes ao dano (damage

tolerant design). Entretanto, para a aplicação de tal filosofia, a determinação do limiar de propagação de

trinca de fadiga, ΔKth, torna-se uma ferramenta essencial, permitindo o estabelecimento de um critério de

carregamento sob o qual as trincas não crescerão significativamente durante as operações de serviço do

componente, evitando assim futuras falhas catastróficas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência

dos defeitos (imperfeições) presentes na microestrutura sobre o limiar de propagação de trincas de fadiga de

aços estruturais. Para tal, corpos de prova do tipo CT foram usinados de acordo com a norma ASTM E 647 e

sofreram pré-trincamento com carregamento cíclico controlado. Em sequência, foi iniciado o ensaio para

levantamento do ΔKth do limiar de propagação. Simultaneamente, houve o acompanhamento visual do

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avanço da propagação da trinca. Os corpos de prova foram carregados ciclicamente até um comprimento de

trinca pré-estabelecido, que permitiu o levantamento da parte inicial da curva da/dN versus delta K de cada

material, bem como a estimativa do respectivo valor do ΔKth. Posteriormente, foram realizadas análises

microestruturais nos materiais para determinar as características (tipo, morfologia, dimensão e

quantidades) das inclusões presentes na frente de propagação das trincas. Os resultados demonstram que o

aumento da fração volumétrica e do tamanho das inclusões afetou de maneira deletéria o valor do ΔKth dos

materiais.

Palavras-chave: Mecânica da Fratura;Linear Elástica Curvas da/dN Iniciação de trincas Propagação de

trincas Inclusões

Abstract: *********

Keywords: Linear Elastic;Fracture Mechanics da/dN curves Crack initiation Crack propagation Inclusions

Volume: 01 Páginas: 191 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MECÂNICA DE TRINCAS

Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ARNALDO FREITAS CAMARAO PARTICIPANTE EXTERNO

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO

RICARDO PONDE WEBER PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Fabricação e Caracterização de Materiais Compósitos Resina Epóxi/Fibras de Bucha (Luffa cylindrica)

Autor: DIANA CAROLINA PARADA QUINAYA

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 20/04/2017

Resumo: Resinas epóxi do éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) são amplamente usadas como matriz de

materiais compósitos. No entanto, o principal monômero utilizado para a sua produção, o Bisfenol A (BPA),

apresenta significativos efeitos negativos na saúde humana. Implicações ambientais que limitam o uso BPA

fazem necessária a substituição dos monômeros base para a preparação de resinas epóxi por outros mais

seguros e ambientalmente sustentáveis. Por outro lado, resinas epóxi preparadas a partir de fontes

renováveis constituem uma alternativa ao uso de resinas derivadas do petróleo na produção de materiais

compósitos. Assim, óleos naturais derivados de fontes vegetais são considerados uma matéria-prima

alternativa para a obtenção de resinas epóxi de base biológica por causa da sua disponibilidade e uma

ampla variedade de possibilidades para transformações químicas. Além disso, materiais compósitos

fabricados a partir de resinas termo-endurecíveis de origem vegetal e fibras lignocelulósicas como material

de reforço, poderiam contribuir com a produção sustentável de materiais de baixo custo e menor densidade

que possuam propriedades estruturais funcionais. Neste trabalho propõe-se a preparação de laminados

utilizando como matriz resinas epóxi obtidas a partir de óleo de soja epoxidado e cardanol epoxidado

(proveniente da casca de castanha de caju) e fibras lignocelulósicas de bucha (Luffa cylindrica) como reforço.

Os efeitos estruturais, morfológicos e térmicos de tratamentos superficiais de hornificação, mercerização e

acetilação nas fibras foram estudados usando espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier

(FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica

(AFM) e análise termogravimétrica (TGA). Compósitos DGEBA/Bucha e Resina natural/Bucha foram

fabricados pelo método layup manual e suas propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios

de flexão em três pontos e da técnica não destrutiva de excitação por impulso (TEI). Esta técnica também foi

utilizada para a determinação experimental dos módulos dinâmicos e das propriedades de amortecimento

dos compósitos durante o envelhecimento por UV e por absorção de água. O comportamento dinâmico-

mecânico dos compósitos foi avaliado por meio da análise dinâmico-mecânica (DMA).

Palavras-chave: Bucha vegetal;Óleo vegetal epoxidado;Bio-

epóxi;Compósitos;Hornificação;Acetilação;Mercerização;Técnica de Excitação por impulso.

Abstract: Diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) currently represents the most widely used type of epoxy

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

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resin in the world in several applications. However, the main monomer used for its production, Bisphenol A

(BPA) is considered an endocrine disruptor with estrogenic activity that has significant negative effects on

human health. Environmental implications and laws limiting the use of BPA in several countries make it

necessary to replace the base monomers for the preparation of epoxy resins with safer and more

environmentally sustainable ones. Epoxy resins prepared from renewable sources are an alternative to the

use of petroleum resins in the production of composite materials. Thus, natural oils derived from vegetable

sources are considered as an alternative raw material for obtaining biologically based epoxy resins because

of their availability, their relatively low price and a wide variety of possibilities for chemical transformations.

On the other hand, composite materials made from thermosetting resins of vegetable origin and

lignocellulosic fibers as reinforcement material could contribute to the sustainable production of low cost

and lower density materials that have functional structural properties. This work proposes the preparation of

composite materials, using biobased epoxy resins obtained from epoxidized soybean oil and epoxidized

cardanol from cashew nuts as well as lignocellulosic (Luffa cylindrica) fibers modified by surface treatments

of hornification, mercerization and acetylation. The structural, morphological and thermal effects of surface

treatments on the fibers were studied using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction

(XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA). DGEBA/Luffa and Biobased

resin/Luffa fiber composites were fabricated by the manual lay-up method and their mechanical properties

were evaluated by three-point bending tests and the non- destructive impulse excitation technique (TEI).

This technique was also used for the experimental determination of the dynamic modules and the damping

properties of the laminates obtained during UV aging and water absorption. The effect of the introduction of

the binder fibers and the different treatments performed on the fibers on the dynamic-mechanical behavior

of the composites was performed by dynamic-mechanical analysis (DMA). Resins prepared with 50%

epoxidized cardanol and 50% resorcinol cured with isophorone diamine presented better thermal and

mechanical properties, compared to systems with epoxidized soybean oil, with an average glass transition

temperature of 74ºC and a storage modulus of 880, 5 MPa, constituting a sustainable alternative for the

manufacture of composite materials by replacing the classic bisphenol A system also analyzed in this work,

with values Tg = 77.5 ° C and E '= 849 MPa. The addition of luffa fibers allowed the production of composites

with controlled fracture modes. In addition, an improvement in the fiber-resin interface adhesion was

observed in composites with 30% mercerized fibers. Keywords

Keywords: Bucha vegetal;Óleo vegetal epoxidado;Bio-

epóxi;Compósitos;Hornificação;Acetilação;Mercerização;Técnica de Excitação por impulso

Volume: 01 Páginas: 161 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS

Orientador: JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

FLAVIO DE ANDRADE SILVA PARTICIPANTE EXTERNO

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

OMAR PANDOLI PARTICIPANTE EXTERNO

RENATA ANTOUN SIMAO PARTICIPANTE EXTERNO

VERONICA MARIA DE ARAUJO CALADO PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Impacto da Corrosão por CO2 no Aço AISI 1020 Protegido com Revestimentos Poliméricos

Autor: ALEXANDRE REIS PINTO DE CASTRO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 11/09/2017

Resumo: Os ativos de produção da indústria petrolífera estão atingindo reservas de petróleo em maiores

profundidades e condições ambientais mais diversas impostas pelo subsolo marinho, neste cenário os

problemas ocasionados pela corrosão acarretam maiores perdas econômicas. A indústria petrolífera está

investindo em pesquisa e desenvolvimento de novas alternativas tecnológicas para o combate à corrosão,

seja nas pesquisas por novos materiais ou na utilização de novos revestimentos. Quando a utilização de

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 15/31

revestimentos anticorrosivos, estes apresentam custos mais baixos para a proteção dos equipamentos,

tubulações, válvulas, estruturas entre outros. O CO2 está presente na indústria petrolífera geralmente

através da queima de hidrocarbonetos, sendo que o CO2 forma com a água o ácido carbônico (H2CO3) que

gera grave corrosão nos metais em contato. Os parâmetros que estão envolvidos na corrosão por CO2 são a

pressão parcial do CO2, o pH da solução, a temperatura do meio, tempo de imersão e a velocidade do fluxo,

sendo este último não analisado nesta pesquisa. Esta pesquisa avaliou o desempenho de um revestimento

nano-particularizado com nanotubos de carbono e de outro revestimento impregnado com resina epóxi

NOVOLAC, ambos revestindo o aço carbono AISI 1020. Estes corpos de prova revestidos foram imersos em

uma solução salina com 3% wt de NaCl e em outra solução salina com 3,5% wt de CaCl2, ambas saturadas

com CO2., pressão de 75 bar, temperatura de 75 °C e tempo de imersão de 360 horas. Foram analisadas a

taxa de corrosão, a perda de massa e a caracterização superficial dos revestimentos quanto a morfologia e

espessura. Foram empregadas técnicas como curvas Tafel, Resistência a Polarização Linear (RPL),

Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV),

Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difração de Raios X (DRX). Os resultados mostraram que o

revestimento polimérico nano-particularizado com nanotubos de carbono apresentou o melhor rendimento

em ambos meios e na temperatura e no tempo de imersão utilizados, pois foi observado que este

revestimento aumentou seu potencial de corrosão no decorrer dos ensaios e consequentemente obteve as

menores taxas de corrosão.

Palavras-chave: Nanotubos de carbono;corrosão por CO2;Epóxi NOVOLAC;revestimento reforçado com

nanotubos

Abstract: The production assets of the oil industry are reaching oil reserves at greater depths and more

diverse environmental conditions imposed by the marine subsoil, in this scenario the problems caused by

corrosion lead to greater economic losses. CO2 is present in the petroleum industry generally through the

burning of hydrocarbons, with CO2 forming the acidic acid (H2SO3) that generates severe corrosion in the

metals. This study evaluated the performance of a nanoparticularized coating with carbon nanotubes and

another NOVOLAC epoxy impregnated coating, both coating AISI 1020 carbon steel. These coated specimens

were immersed in a saline solution containing 3% wt NaCl and in another saline solution with 3.5% wt CaCl2,

both saturated with CO2, 75 bar of pressure, 75 ° C and immersion for 360 hours. Techniques such as

Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy

Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD) were used. The results showed that the NOVOLAC epoxy

coating showed the best performance in both saline solutions for the conditions studied.

Keywords: Carbon nanotubes;CO2 corrosion;epoxy NOVOLAC;nanocoating

Volume: 01 Páginas: 180 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: OTIMIZAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MATERIAIS ESTRUTURAIS

Orientador: IVANI DE SOUZA BOTT

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ADRIANA DE BARROS LOPES PARTICIPANTE EXTERNO

ELISA JANZEN KASSAB PARTICIPANTE EXTERNO

HERMANO CEZAR MEDABER JAMBO PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA E DE DOPANTES DE CROMO NA DIFUSÃO CONFIGURACIONAL

TRANSIENTE DE ÓXIDOS DE FERRO EM MEIOS REFRATÁRIOS POROSOS DE ALTA ALUMINA

Autor: CARLOS EDUARDO GUEDES CATUNDA

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 24/01/2017

Resumo: Meios heterogêneos porosos submetidos a ataque químico em condições de alta temperatura

representam um segmento de destacada importância no campo científico e industrial. O perfil de

penetração efetiva de difundentes em meios porosos é um tópico de ampla significância e complexidade em

fenômenos de transporte de momento, calor e massa; pois descreve o conceito do fenômeno de difusão

configuracional transiente nas zonas não saturadas e, por conseguinte, sua abordagem matemática na

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 16/31

formulação que o caracteriza. A proposta deste estudo é o desenvolvimento de um modelo matemático

numérico de previsão do processo difusional transiente dos difundentes óxidos nos meios heterogêneos

porosos. Assim, buscou-se realizar ensaios experimentais de difusão transiente do difundente sólido

composto de óxidos de ferro (II) e (III) para meios porosos de refratários sílico-aluminosos de alta alumina

(Al2O3¬ SiO2), com e sem dopantes de óxido de cromo (III). Utilizou-se uma técnica não destrutiva

microtomográfica com reconstrução computacional 3D e pós-processamento digital de imagens para

monitoramento espacial de cada partícula sólida difundente no meio. Foi analisada a influência, da

temperatura variando de 1100°C a 1300°C, do tempo de exposição de 100h, bem como a presença de

dopantes na estrutura dos meios porosos para mitigação da penetração. Dados da concentração

adimensional dos difundentes em função da profundidade de penetração foram preditos por modelos

transientes de transferência de massa fundamentados na formulação de placas semi-infinitas considerando

condições de contorno saturadas. O quantitativo de transporte de massa obtido pelo processamento das

imagens microtomográficas foram comparados e correlacionados com o método de mapeamento químico

de superfície por varredura EDS em microanálise elementar. A partir dos dados experimentais e simulados,

quantificou-se a difusividade dos meios porosos. Constatou-se uma variação inferior a 3,52% entre os

métodos destrutivo e não-destrutivo analisados para a quantificação da concentração adimensional dos

difundentes ao longo da profundidade do meio, reforçando que o método proposto possa ser estendido para

inúmeros outros difundentes e meios porosos congêneres.

Palavras-chave: Difusão em Alta Temperatura Difusão em Meios Porosos Refratário de Alta Alumina Óxidos

Abstract: Porous heterogeneous media subjected to chemical etching in high temperature conditions

represent a segment of outstanding importance in the scientific and industrial field. The diffusants effective

penetration profile in porous media is a topic of broad significance and complexity in transport phenomena

of momentum, heat and mass; once it describes the concept of transient configurational diffusion

phenomena in unsaturated zones and therefore, a mathematical approach to its formulation. The purpose of

this study is the development of a numerical mathematical model for predicting the transient diffusion

process of oxides diffusants in porous heterogeneous media. Thus, experimental transient diffusion tests

were performed with solids diffusants composed of iron oxides (II), (II,III) and (III) in porous silico-aluminous

refractory media of high alumina (SiO2-Al2O3) with and without dopants of oxide chromium (III). A non-

destructive computerized microtomography technique with digital 3D reconstruction and post-processing

images was used for spatial monitoring each solid diffusant particle in the media. The influence of

temperature was examined ranging from 1100°C to 1300°C, at exposure time of 100h, as well as the presence

of dopants in the structure of porous media to mitigate penetration. Data of the normalized diffusants

concentration field as function of the penetration depth were predicted by mass transfer transient models

based on semi-infinite slabs formulation considering saturated boundary conditions. The numerical results

of mass transfer obtained by microtomography images processing were compared and correlated with the

chemical surface mapping method with EDS scan for elementary microanalysis. From the experimental and

simulated data was quantified the porous media diffusivity. It was observed a variation less than 3.52%

between destructive and non-destructive methods analyzed to quantify the normalized diffusants

concentration along the media depth, enhancing the proposed method to be extended to other porous

media and solids diffusants.

Keywords: High Temperature Diffusion Porous Media Diffusion High Alumina Refractory Oxides

Volume: 01 Páginas: 120 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: TRANSFORMAÇÃO DE FASES

Projeto de Pesquisa: SÍNTESE, PROCESSAMENTO, MODELAGEM E CARACTERIZAÇÃO DE ÓXIDOS FUNCIONAIS

Orientador: ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

BOJAN MARINKOVIC DOCENTE

MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO PARTICIPANTE EXTERNO

MARILIA GARCIA DINIZ PARTICIPANTE EXTERNO

MAURICIO DE JESUS MONTEIRO PARTICIPANTE EXTERNO

PAULA MENDES JARDIM PARTICIPANTE EXTERNO

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 17/31

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

MODELAGEM DO CICLO TÉRMICO DO PROCESSO GMAW EM AÇOS INOXIDÁVEIS DUPLEX PELO MÉTODO DE

ELEMENTOS FINITOS

Autor: THIAGO GUERRA

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 22/09/2017

Resumo: Os aços inoxidáveis Duplex são materiais metálicos que tendem a aliar uma excelente resistência à

corrosão em meios agressivos com elevada resistência mecânica devido à sua microestrutura bifásica. Essa

microestrutura é composta por uma matriz ferrítica e ilhas de austenita, a temperatura ambiente, com

frações volumétricas aproximadamente iguais dessas duas fases. Com isso, estas ligas costumam ser

utilizadas em tubulações e equipamentos industriais onde se requer elevada relação resistência/peso,

especialmente em empreendimentos de construção e montagem off-shore. Este trabalho presenta uma

metodologia desenvolvida com a utilização de um modelo numérico parametrizado baseado no método de

elementos finitos para analisar o efeito dos ciclos térmicos de soldagem nos aços duplex e leanduplex. O

modelo desenvolvido faz uso da análise térmica transiente da soldagem, em que as propriedades térmicas

dos materiais envolvidos são termodependentes, e grandes gradientes térmicos são gerados entre a região

da solda e as áreas afastadas dela. Procedimentos experimentais para medição dos ciclos térmicos

empregados sob determinados regimes de soldagem são utilizados para calibrar o modelo numérico. A

etodologia é aplicada ao estudo do comportamento de uma solda na forma de cordão sob chapa contendo

um único passe, realizada com o processo MIG/MAG, em chapas planas de 10mm de espessura dos aços

duplex NS32205 e leanduplex UNS32304, através de um modelo de elementos finitos. Os resultados mostram

uma boa correspondência entre o modelo numérico e o resultado experimental.

Palavras-chave: Modelamento Aço Inoxidável Duplex Simulação Física ZTA

Abstract: *******

Keywords: *******

Volume: 01 Páginas: 160 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: OTIMIZAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MATERIAIS ESTRUTURAIS

Orientador: IVANI DE SOUZA BOTT

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

JORGE CARLOS FERREIRA JORGE PARTICIPANTE EXTERNO

LEONARDO SALES ARAUJO PARTICIPANTE EXTERNO

LUIS FELIPE GUIMARAES DE SOUZA PARTICIPANTE EXTERNO

PEDRO MANUEL CALAS LOPES PACHECO PARTICIPANTE EXTERNO

SERGIO SOUTO MAIOR TAVARES PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Nanohíbrido mesoporoso sensível à luz visível preparado a partir de ferrititanato do tipo lepidocrocita

acoplado a um complexo de transferência de carga e empregado na conversão fotocatalítica de um gás

poluente

Autor: NYDIA MARGARITA HABRAN ESTEBAN

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 17/11/2017

Resumo: O foco do presente estudo é desenvolvimento de uma heteroestrutura de dois semicondutores

com capacidade de reduzir a taxa de recombinação elétron/buraco mediante uma intensa separação de

carga, e ao mesmo tempo sendo sensível ao espectro de luz visível. A separação de carga estaria sendo

alcançada por meio da injeção de elétrons livres dentro da banda de condução (BC) do TiO2 na forma de

anatásio, provenientes do orbital molecular mais alto ocupado (HOMO) da acetilacetona (Acac), ligada às

partículas de anatásio, seguida da sua injeção dentro dos orbitais d desocupados do Fe3+ localizados dentro

da banda de energia proibida das nanofolhas de ferrititanatos. Ao mesmo tempo a absorção da luz visível

poderia ser assegurada através das nanofolhas de ferrititanatos, considerando-se a interação dos níveis

Page 18: 31 - PUC-Rio · 2019. 11. 18. · procedimento DNV RP-F108, sendo esta adotada como uma metodologia de referência para determinação do carregamento critico ou do tamanho crítico

04/11/2019 Plataforma Sucupira

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 18/31

energéticos do Fe3+ com a luz e as bandas de valência e condução, bem como pela formação de complexo

de transferência de carga (CTC), entre as nanopartículas de anatásio e Acac. Os nanohíbridos mesoporposos

(as heteroestruturas) são produzidos pelas diferentes rotas de junção de nanofolhas de ferrititanato, obtidas

da areia mineral ilmenítica e posteriormente esfoliadas, com nanopartículas de TiO2 modificadas com

acetilacetona, estes útlimos formando CTC. As técnicas de caraterização empregadas tais como adsorção-

dessorção de N2, espectroscopia de emissão de fotoluminescência (PL) e espectroscopia de refletância

difusa (DRS), entre outras, confirmaram a formação das heteroestruturas mesoporosas sensíveis à luz visível

e com forte mecanismo de separação de cargas. A fotodegradação do gás poluente NO no espectro de luz-

visível por meio de vários nanohíbridos mesoporosos (fotocatalisadores) mostrou-se bem sucedida, exibindo

uma eficiência até 7 vezes superior em comparação à atividade do material fotocatalítico padrão TiO2 (P-25

da Degussa).

Palavras-chave: Heteroestruturas;Remediação ambiental Estruturas em camadas TiO2 Esfoliação

Abstract: ******

Keywords: Heterostructures;Environmental remediation Layered crystal structure TiO2 Exfoliation

Volume: 01 Páginas: 183 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / CARACTERIZAÇÃO

Projeto de Pesquisa: MATERIAIS CERÂMICOS NANOMÉTRICOS COM EXPANSÃO TÉRMICA E PROPRIEDADES

FOTOELÉTRICAS CONTROLADAS

Orientador: BOJAN MARINKOVIC

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

MARCO ANDRE FRAGA PARTICIPANTE EXTERNO

OMAR PANDOLI PARTICIPANTE EXTERNO

PAULA MENDES JARDIM PARTICIPANTE EXTERNO

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ DOCENTE

SONIA LETICHEVSKY PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Non-destructive, microstructural and mechanical performance evaluation of metal-polymer hybrid

structures

Autor: RAPHAEL PEREIRA PINTO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 14/08/2017

Resumo: A indústria de transporte tem enfrentado rigorosas políticas econômicas e ambientais para a

redução do consumo de combustível e consequentemente redução na emissão de CO2. Uma solução

promissora para suprir tais exigências encontra-se na redução do peso da estrutura de carros e aviões

através do uso de estruturas híbridas. Técnicas de união convencionais geralmente são inadequadas para

produzir juntas híbridas de metal e polímero. Sendo assim, tecnologias de junção inovadoras estão sendo

desenvolvidas para surprir tais limitações, como por exemplo: União pontual por fricção (FSpJ), rebitagem

por fricção (FricRiveting) e união por energia ultra-sônica (U-Joining). Esta dissertação de mestrado foi

desenvolvida para avaliar juntas híbridas produzidas com baixo (BAE) e alto aporte energético (AAE). O

monitoramento da temperatura, a análise microestrutural, a resistência mecânica e os respectivos modos de

falhas das juntas foram avaliados para as três técnicas de fricção. Neste contexto, técnicas de microscopia,

microtomografia de raio-x e ensaios de resistência mecânica foram escolhidas para tal finalidade. Juntas de

AAE produzidas por união pontual de fricção apresentaram 43 % maior resitência mecânica comparado com

juntas de BAE e ambas falharam no centro da área de junção. Juntas de AAE produzidas por rebitagem

apresentaram 46 % maior resitência mecânica e falha do rebite metálico fora da placa polimérica,

comparado com juntas de BAE que teve o rebite metálico arrancado da placa polimérica. A resitência ao

cisalhamento das juntas de AAE (fratura da placa polimérica) produzidas por energia ultra-sônica foi 85 %

maior que as juntas de BAE (fratura dos pinos combinado com falhas coesivas e adesivas).

Palavras-chave: União pontual por fricção;rebitagem por fricção;união por energia ultrassônica;estruturas

híbridas;microtomografia computadorizada

Page 19: 31 - PUC-Rio · 2019. 11. 18. · procedimento DNV RP-F108, sendo esta adotada como uma metodologia de referência para determinação do carregamento critico ou do tamanho crítico

04/11/2019 Plataforma Sucupira

https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 19/31

Abstract: The transportation industry has been facing stringent environmental regulations to decrease fuel

consumption and CO2 emissions. A promising solution to fulfill these demands is decreasing the structural

weight of vehicles and airplanes by combining lightweight alloys and fiber-reinforced polymers in hybrid

structures. Conventional joining technologies are usually inadequate to produce high performance joints. To

overcome these limitations, advanced joining technologies are under development such as: Friction Spot

Joining (FSpJ), Friction Riveting (FricRiveting) and Ultrasonic Joining (U-Joining). This master dissertation

was devised to evaluate FSp, FricRiveting and U-Joining joints produced with different heat input levels (low

and high) in terms of process temperature development, microstructural features, quasi-static mechanical

performance and the respective failure mechanisms. In this context, microscopy techniques (i.e. optical,

confocal laser and scanning electron), X-Ray micro-computed tomography (microCT), lap shear and T-Pull

testing were chosen for this purpose. FSp joints produced under HHI joining condition achieved an ultimate

lap shear force (ULSF) 43 % higher than LHI joints, whereas HEI joints produced by FricRiveting process

achieved ultimate tensile force (UTF) 46 % higher than LEI joints. The lap shear strength of ultrasonically

joined joints produced under HEI joining condition was up to 85% higher than LEI joints. FSp joints failured in

the center of the overlap area while friction-riveted joints failured through the rivet (HEI) and full rivet pull-

out (LEI). Ultrasonically joined joints failured “through the polymer” (HEI), whereas LEI joints failured through

a combination of shearing of the metallic pins and a mixed cohesive (CF) and adhesive (AF) failure.

Keywords: Friction spot joining (FSpJ);friction Riveting (FricRiveting);ultrasonic joining (U-Joining);hybrid

structures;micro-computed tomography

Volume: 01 Páginas: 138 Idioma: INGLES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MICROSCOPIA DIGITAL PARA A CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Orientador: SIDNEI PACIORNIK

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

IVANI DE SOUZA BOTT DOCENTE

VALTER ROCHA DOS SANTOS PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Otimização dos parâmetros da deslignização do bagaço de cana-de-açúcar com peróxido de hidrogênio

alcalino através de modelo neural

Autor: ARTUR SERPA DE CARVALHO REGO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 20/12/2017

Resumo: O Brasil é líder mundial na produção de cana-de-açúcar, produzindo também a maior quantidade

de bagaço. Atualmente, esse bagaço é queimado para a geração de energia elétrica na indústria, porém essa

biomassa ainda possui o potencial para a produção de outros compostos. A biomassa é composta de

celulose, hemicelulose e lignina. Quando essa biomassa é tratada com peróxido de hidrogênio (H2O2), as

frações ficam acessíveis (deslignização), transformando-se em substrato renovável para a produção de

compostos de maior valor agregado, com o etanol de segunda geração. O presente estudo foi realizado para

availar a eficiência do processo de deslignização do bagaço de cana com peróxido de hidrogênio alcalino.

Duas variáveis foram avaliadas experimentalmente, a temperatura e a concentração de peróxido. Os efeitos

das interações entre essas variáveis foram testados para chegar a uma condição ótima nas condições

avaliadas (25-45 °C e 1,5-7,5 %). Os experimentos foram conduzidos em frascos Erlenmeyer de 250 mL, com

estes incubados em um shaker orbital por 1h e 100 rpm. O método Klason foi utilizado para determinar a

quantidade de lignina que foi extraída, HPLC foi utilizado para determinar as concentrações de glicose e

xilose e a análise de infravermelho foi feita para identificar a estrutura da lignina nas amostras. A análise de

Klason indicou 45 °C/7,5 % como melhor condição de solubilização, com 75,4 % de solubilização, as análises

indicaram 45 °C/7,5 % como melhor condição para a obtenção de glicose com concentração de 1,66 g/L e 25

°C/7,5 % para obtenção de xilose com concentração de 0,82 g/L e as análises de FT-IR indicaram 25 °C/1,5 %

como melhor condição de oxidação, com 66,9 \% de oxidação de lignina. Para cada análise, foi proposto um

modelo de rede neural artificial. A rede das análises de Klason teve a topologia trainlm/logsig/4 com SSE

0,00723 e R2 0,995, a rede das análises de glicose teve topologia trainlm/logsig/4 com SSE 0,0328 e R2

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0,97384, a rede das análises de xilose teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,289 e R2 0,87441 e a rede das

análises de FT-IR teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,0316 e R2 0,98414.

Palavras-chave: Bagaço de cana-de-açúcar;Pré-tratamento;Peróxido de hidrogênio;Lignina;Redes neurais

artificiais

Abstract: Brazil leads the world in sugarcane production, consequently produces also the greatest amount

of sugarcane bagasse. Currently, this sugarcane bagasse is leveraged for power generation in the mills, but

this biomass still has a potential for production of others value-added compounds such as the second-

generation ethanol, lactic acid, butanediol and etc. The present work was carried out in order to study the

efficiency of the delignification process of sugarcane bagasse with alkaline hydrogen peroxide. Two variable

were assessed experimentally: temperature (25 °C - 45 °C) and H2O2 concentration (1.5 % -7.5 %) at pH 11.5

for 1 h in a orbital shaker at 100 rpm. The Klason Method was used to measure concentration of extracted

lignin, HPLC was used to measure the concentration of glucose and xylose and FT-IR analysis was applied to

identify lignin structure in the samples. The Klason analysis indicated the 45 °C/7,5 % as the optimum

condition with 75,4 % of the lignin solubilidized, the glucose analysis indicated 45 °C/7,5 % as the optimum

condition with a concentration of 1,66 g/L, the xylose analysis indicated 25 °C/7,5 % as the optimum

condition with a concentration of 0,82 g/L, and the FT-IR analysis indicated 25 °C/1,5 % as the optimum

condition with 66,9 % of the lignin oxidized. For each analysis, an ANN model was proposed. The network of

the Klason analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,00723 and R2 0,995, the network of the

glucose analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,0328 and R2 0,97384, the network of the xylose

analysis had a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,289 and R2 0,87441, the network of the FT-IR analysis had

a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,0316 and R2 0,98414.

Keywords: Sugarcane bagasse;Pretreatment;Hydrogen peroxide;Lignin;Artificial neural network

Volume: 01 Páginas: 96 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

Projeto de Pesquisa: MODELAGEM AMBIENTAL

Orientador: BRUNNO FERREIRA DOS SANTOS

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

BERNADETE ELIZARDO PEREIRA DA COSTA DELGADO PARTICIPANTE EXTERNO

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Reciclagem dos pós do despoeiramento a sêco de Aciaria LD e de Alto Forno na refrigeração de aço

líquido e nos processos de autorredução

Autor: JERSON EDWIN ALVARADO QUINTANILLA

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 08/05/2017

Resumo: O pó de aciaria (fração Fina-F e fração Grossa-G) gerado no sistema de despoeiramento à sêco dos

gases de exaustão do conversor LD, e o pó de alto forno-AF recuperado pelo sistema de tratamento de gases

do setor de redução (coletor de gases), têm papel relevante entre os materiais secundários gerados nos

vários “elos” da cadeia produtiva de uma siderúrgica integrada, seja pelas quantidades produzidas, seja por

suas composições. À isso acrescem as dificuldades de manuseio, acondicionamento, e o elevado custo para

processamento e/ou disposição desses materiais em aterros. Por serem portadores principalmente de

unidades de ferro e carbono e algumas vezes zinco, esses resíduos são sempre alvo de iniciativas

tecnológicas que objetivem recuperá-los ou reciclá-los. Além disso, os materiais particulados gerados pelo

sistema de despoeiramento a seco, diferentemente dos à úmido, ainda carecem de estudos aprofundados

para suas reciclagens. Embora antiga, a briquetagem atualmente vem se tornando uma tecnologia cada vez

mais importante entre os processos de aglomeração. Assim, nesta Tese foi estudado, numa primeira etapa, a

viabilidade de fabricação dos chamados briquetes F-G simples, constituídos apenas pelos pós Finos e

Grossos, nas proporções percentuais de 50-50 e 70-30, respectivamente, e o exame teórico e experimental de

seus usos como carga ferrosa nos processos de redução e como materiais alternativos às sucatas e pelotas,

quando adicionados ao aço líquido do conversor LD para o controle de sua temperatura. Na fabricação dos

briquetes F-G simples, também buscou-se testar os aglomerantes cimento ARI e melaço de cana de açúcar,

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isoladamente ou quando misturados, atendendo às relações água/cimento de 0,5 e agua/melaço de 0,7. O

processo experimental de cura a frio dos aglomerados se estendeu até 28 dias. A resistência à compressão

obtida em prensa hidráulica instrumentada foi o principal parâmetro para avaliar a qualidade mecânica dos

briquetes. A metodologia experimental envolveu a técnica do planejamento fatorial, 2k, níveis (mínimo e

máximo), com três variáveis (resíduos, aglomerantes e água). Nos resultados verificou-se que a resistência à

compressão dos briquetes F-G simples, usando o binômio cimento-melaço sempre apresentou valores mais

elevados do que os briquetes quando aglutinados com as duas substancias isoladamente. Além disso, dentre

os aglomerados produzidos os de teores mais elevados de fração Grossa (briquetes 50-50), apresentaram

maior resistência mecânica que os briquetes tipo 70-30. Em relação aos efeitos de resfriamento que

provocam quando adicionados ao aço liquido, os balanços térmicos mostraram que os briquetes do tipo 70-

30 apresentariam melhores índices no controle da temperatura do banho de aço, que os do tipo 50-50. A fim

de verificar como se comportariam os briquetes F-G anteriores, quando se adicionava o pó de coletor de AF

nas suas constituições como fonte supridora de carbono e apenas o cimento ARI como aglutinante, foram

produzidos os denominados briquetes autorredutores, também dos tipos F-G, 50-50 e 70-30. Além da

viabilidade de fabricação desses aglomerados, foram determinadas suas qualidades mecânicas e levantadas

suas metalizações em ensaios de redução nas temperaturas de 1100°C e 1150°C. O estudo cinético da

autorredução foi realizado avaliando-se o grau de conversão a ferro metálico e examinada a fenomenologia

de sua evolução. Os resultados evidenciaram que o grau de conversão metálica cresceu com o aumento da

temperatura e com a quantidade da fonte de carbono, que a metalização apresentou uma morfologia final

do tipo “shell layer” e que o modelo cinético testado, tipo “reação continua”, apresentou uma correlação

acima de 99%. Além disso, os balanços de energia mostraram que o efeito de resfriamento imposto ao aço

liquido pelos briquetes F-G autorredutores, sempre se mostrou superior aos dos briquetes F-G simples.

Adicionalmente, afim de melhor interpretar os resultados obtidos foram realizados testes adicionais, como o

de reatividade do coque metalúrgico, via a norma ASTM D5341-99 e por análise Termogravimétrica (TG), este

também sendo realizado para a comprovação do nível de passivação alcançado pelos pós de aciaria após os

tratamentos de hidratação. Finalmente, a presente pesquisa pôde concluir pela viabilidade de fabricação

dos briquetes F-G, simples ou autorredutores, a partir dos pós oriundos no processo de despoeiramento à

seco de aciarias LD e, no caso dos autorredutores, também dos particulados do coletor dos altos fornos, e o

uso efetivo dos mesmos como meios refrigerantes visando o controle da temperatura do aço líquido nos

convertedores LD. Todos puderam ser enquadrados como materiais potencialmente alternativos à sucata, já

que os briquetes autorredutores, 50-50 e 70-30, ambos com 10 % excesso de pó de coletor, obtiveram índices

de refrigeração de 2,1 e 2,4 vezes superior ao da sucata, respectivamente, e os briquetes simples, 50-50 e 70-

30, índices de 1,7 e 1,9 vezes superior ao da sucata. Adicionalmente, os níveis de conversão alcançados pelos

briquetes F-G autorredutores, acima de 90%, também mostraram suas viabilidades se pensados como

materiais de carga ferrífera alternativa para os processos de redução principalmente os que demandam

rápida metalização, como é o caso dos processos emergentes ITmk3 e Tecnored.

Palavras-chave: Coprodutos;Briquetagem;Metalização;Autorredução;Aço Liquido.

Abstract: The steel dusts (fine-F and coarse-G fractions) generated in the dry dedusting equipment of the LD

converter exhaust system, and in the blast furnace-AF dust collector, play a relevant role among secondary

materials generated in the various steps of the integrated steelmaking chain, either by the quantities

produced and their compositions. Additionally, difficulties in handling, packaging, and the high cost for

processing and / or disposal these materials in landfills; also constitute important environmental issues

concerning those residues. Because they mainly contain iron and carbon units and sometimes zinc in their

compositions, actually these wastes are being the target of several technological initiatives, aiming to

recover or recycle them. Moreover, the particulate materials generated by the LD dry dedusting system,

unlike those collected in the wet system of the same LD processes, still lack in-depth studies for recycling.

Nowadays briquetting is increasing in importance among agglomeration processes, mainly due to its feature

in treat particulate materials with a wide range of size. This thesis studied, in a first stage, the feasibility of

manufacturing the so-called simple F-G briquettes, in the proportions of 50-50 and 70-30, respectively, as

well as their theoretically and experimentally possibilities to be charged as a ferrous burden in reduction

processes and as an alternative material to the scrap and pellets, when used to control the liquid steel

temperature in LD converters. In the manufacture of the simple F-G briquettes, was also tested the binders

ARI cement and sugarcane molasses, alone or when mixed, taking into account the water / cement ratio of

0,5 and the water / molasses ratio of 0,7. For the briquettes studied in this research, all cure operations lasted

for up to 28 days and the compressive strength parameter obtained to evaluate the mechanical quality of the

briquettes. The experimental methodology involved the technique of factorial planning, 2k levels (minimum

and maximum), with three variables (residues, agglomerates and water). The results showed that the

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compressive strengths of the simple F-G briquettes, when using the cement-molasses mixture, always

achieved higher values than that for briquettes using the cement or molasses separately. Moreover, the

higher content of coarser fraction (briquettes 50-50) always leads to higher mechanical resistance than the

finer one (70-30). On the other hand, the energy balances showed that the simple F-G briquettes 70-30, have

presented the better cooling indexes for the liquid steel temperature control than the 50-50 briquettes.

Regarding the second part of the thesis, two types of F-G self-reducing briquettes were also produced,

containing stoichiometric and 10% excess of BF-collector dusts. After curing, they were tested on

compression and reduced in temperatures of 1100 °C and 1150 °C. The kinetic study of the self-reducing

briquettes was carried out evaluating the metallic iron conversion and the metallic iron phenomenology and

morphology formation. The results showed: a) that the iron conversion increased as higher the temperature

and amount of carbon; b) that the iron metallization presented a shell-layer type morphology and, c) that the

"continuous-reaction" type kinetic model, adjusted very well the experimental reduction results, with a

correlation factor above 99%. Additionally, in order to better understand the experiment results, the

metallurgical coke reactivity was obtained using the ASTM D5341-99 test and the Differential

Thermogravimetric analyzes (DTG), as well as confirmed the hydrated water amount in the passivated F and

G dusts, also using the DTG methodology. Finally, considering the manufacturing feasibility of the both,

simple and self-reducing F-G briquettes, the following could be also marked: I) The use of both briquettes

type for liquid steel temperature control in LD converters, as effective alternative materials to scraps and

pellets, considering the following comparative cooling indexes: a) 2,1 and 2,4 times the scrap, for the self-

reducing briquettes 50-50 and 70-30, respectively, both with 10% excess; b)1,7 and 1,9 times the scrap, for

the simple briquettes, 50-50 and 70-30 respectively. II) The effective use of the self-reducing briquettes as an

alternative ferrous burden in ironmaking processes, particularly those demanding fast metallization, such as

the emergent ITmk3 and Tecnored processes.

Keywords: By-products;Briquetting;Metallization;Self-Reducing;Liquid Steel.

Volume: 01 Páginas: 152 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: SIDERURGIA

Projeto de Pesquisa: CINÉTICA DE DE PROCESSOS SIDERÚRGICOS

Orientador: JOSE CARLOS D ABREU

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

EDELINK EFRAIN TINOCO FALERO PARTICIPANTE EXTERNO

ROBERTO JOSE DE CARVALHO DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

REMOÇÃO DE NÍQUEL E COBALTO EM MEIOS AQUOSOS: ESTUDO COMPARATIVO DO PROCESSO DE

BIOSSORÇÃO/FLOTAÇÃO COM RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS E BISSORÇÃO EM CASCA DE BANANA

MODIFICADA

Autor: VINICIUS DE JESUS TOWESEND

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 06/09/2017

Resumo: A remoção de espécies metálicas em baixas concentrações a fim de atingir os padrões exigidos pela

legislação vigente, tem se mostrado um desafio. A biossorção pode ser definida como um processo físico-

químico que remove substâncias da solução onde o sorvente é uma matriz biológica, sendo um processo de

ligação rápida e reversível nos grupos funcionais presentes na superfície da biomassa. Neste trabalho foi

avaliada a capacidade biossortiva da cepa bacteriana Rhodococcus erythropolis e da casca de banana

modificada quimicamente na remoção de Ni (II) e Co (II) em soluções aquosas em ensaios de batelada. Foi

avaliado também a flotação biossortiva utilizando a R. erythropolis devido seu alto grau de hidrofobicidade,

além de agir como bioespumante e biocoletora. O valor de pH adequado para a biossorção com R.

erythropolis foi entorno de 7 para ambos metais e para a casca de banana modificada como biossorvente foi

entre 6 e 7 para ambos metais. Os resultados da capacidade de captação dos biossorventes foram bem

ajustados ao modelo de isotermas de Langmuir, onde as capacidades de captação máxima utilizando a R.

erythropolis foram de 29,35 mg.g-1para Ni (II) e 24,7 mg.g-1 para Co (II) e utilizando a casca de banana

modificada foram de 14,46 mg.g-1para Ni (II) e 16,06 mg.g-1 para Co (II). As propriedades superficiais dos

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biossorventes foram avaliadas antes e após a interação dos metais para poder determinar os possíveis

mecanismos de biossorção, mediante medições eletrocinéticas, espectroscopia de infravermelho e

Microscopia eletrônica de Varredura. Nos ensaios de biossorção/bioflotação verificou-se que a R.

erythropolis apresenta propriedades como biorreagente, obtendo-se porcentagens de remoção de 40,20 e

23,52% para o níquel e cobalto, respectivamente. Os resultados apresentados mostram que apesar de

ambos os biossorventes se apresentarem como alternativa para remoção de metais em efluentes de baixa

concentração a casca de banana apresentou uma maior remoção.

Palavras-chave: Flotação biossortiva Biossorção;Casca de banana modificada Casca de banana modificada

Casca de banana modificada Rhodococcus erythropolis

Abstract: The removal of metallic species at low concentrations in order to reach the standards required by

current legislation has been a challenge. Biosorption can be defined as a physicochemical process that

removes substances from an aqueous solution where the sorbent is a biological matrix. This is a fast and

reversible binding process between the metallic species and the functional groups present on the surface of

the biomass. The main objective of this work was to evaluate the biosorptive capacity of the bacterial strain

Rhodococcus erythropolis and banana peel chemically modified on the removal of Ni2+ and Co2+ in aqueous

solutions in batch. Biosorptive flotation was also evaluated using R. erythropolis due to its high

hydrophobicity degree. The appropriate pH value for biosorption with R. erythropolis was around 7 for both

metals and for biosorbent modified banana peel was between 6 and 7 for both metals. The results of the

uptake capacity of the biosorbents were well adjusted by the Langmuir isotherm model, where the maximum

capture capacities using the modified banana peel were 29.35 mg/g for Ni2+ and 24.70 mg/g for Co2+, and,

using the Rhodococcus erythropolis bacteria were 14.46 mg/g for Ni2+ and 16.06 mg/g for Co2+. The surface

properties of the biosorbents were evaluated before and after interaction with the metallic species in order

to determine the possible mechanisms of biosorption, through electrokinetic measurements, infrared

spectroscopy and scanning electron microscopy. In the biosorptive flotation experiments it was verified that

R. erythropolis presents properties as biocollector and biofrother, achieving removal percentages of 40.20%

and 23.52% for nickel and cobalt, respectively. The results show that although both biosorbents present

significant behavior for metal removal at low concentration the modified banana peel showed a greater

removal.

Keywords: Biosorptive;flotation Biosorption Banana peel modified Rhodococcus erythropolis

Volume: 01 Páginas: 189 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIA MINERAL

Projeto de Pesquisa: BIOTECNOLOGIA MINERAL: ASPECTOS MICROBIANOS DO BENEFICIAMENTO MINERAL,

EXTRAÇÃO E REAPROVEITAMENTO DE METAIS E CONTROLE AMBIENTAL.

Orientador: MAURICIO LEONARDO TOREM

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ANTONIO GUTIERREZ MERMA PARTICIPANTE EXTERNO

DIEGO MACEDO VENEU PARTICIPANTE EXTERNO

JOSE MARCUS DE OLIVEIRA GODOY PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Simulação Física e Caracterização Microestrutural e Mecânica da Zona Termicamente Afetada (ZTA) em

Aços Inoxidáveis Duplex

Autor: LILIA OLAYA LUENGAS

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 29/09/2017

Resumo: Os aços inoxidáveis duplex (AID) possuem uma estrutura mista de δ-ferrita e γ-austenita em frações

de volume aproximadamente iguais e combinam muitas das propriedades benéficas das duas fases, a ferrita

fornece alta resistência mecânica e resistência à corrosão, enquanto que a austenita aumenta a ductilidade e

a resistência à corrosão uniforme. Uma vantagem dos AID é a resistência à trincas de solidificação, que está

associado à soldagem. Pela combinação de propriedades, esses aços são amplamente utilizados na indústria

de equipamentos químicos, petróleo e gás, plantas de dessalinização, controle de poluição, usinas elétricas

e, mais recentemente, em aplicações off-shore como na extração de petróleo em águas profundas. No

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entanto, a exposição destes aços a temperaturas elevadas entre 600°C e 1000°C, que ocorre durante a

soldagem por fusão resulta na precipitação de diferentes compostos, sendo os mais frequentemente

encontrados a fase σ, a fase χ, os nitretos de cromo e os carbonetos que reduzem tanto a resistência

mecânica quanto a resistência a corrosão. Este trabalho teve como objetivo simular fisicamente as

microestruturas da zona termicamente afetada (ZTA) dos AIDs UNS S32304, S32205 e S32750. De modo a

obter diferentes ZTAs foi utilizado o simulador termo-mecânico Gleeble, por meio deste simulador foram

aplicados vários aportes de calor que permitiram avaliar a evolução microestrutural e as propriedades

mecânicas destas zonas. As temperaturas utilizadas nas simulações físicas foram determinadas por meio do

software Thermo-Calc assegurando assim as faixas de transformações microestruturais. A temperatura de

pico utilizada foi de 1350°C por 2 segundos; seguida de resfriamento em acordo com o modelo Rykalin-2D,

onde um grupo de amostras sofreu resfriamento até alcançar a temperatura de 500°C seguido de uma

têmpera em água e um outro grupo até 250°C seguido de uma têmpera. Este procedimento foi adotado de

modo a identificar a influência dos aportes de calor e as taxas de resfriamento na frações volumétricas das

fases obtidas. Foi observado um aumento da fração volumétrica da austenita, assim como um aumento do

tamanho de grão da ferrita e um crescimento nos grãos da austenita, em função do aumento do aporte de

calor durante as simulações físicas das ZTAs. 7 Estas variações microestruturais ocasionaram o decréscimo

da resistência mecânica nos três AID avaliados quando comparados ao respectivo metal de base.

Palavras-chave: Aços inoxidáveis duplex;Simulação física;Sistema Gleeble;Microcaraterização;Análise

digital de imagens

Abstract: The duplex stainless steels (DSS) have a structure that consist of approximately equivalent

amounts of γ-austenita and δ-ferrite, exhibit excellent properties combinations of both phases. DSS combine

the high strength and resistance to stress corrosion cracking come from ferrite, whereas the austenite phase

influences ductility and uniform corrosion resistance. The advantage of DSS is solidification cracking

resistance; it is associated to welding processes. The application of DSS have being increasingly used as

structural material in various industrial sectors, such as chemical, petrochemical, pulp and paper, power

generation, desalination, oil and gas, for the constructions in marine and chemical industries and most

recently for manufacturing components used in off-shore oil platforms for oil extraction in deep water.

However, the exposure of these steels to high temperatures between 600°C and 1000°C, which occurs during

fusion welding results in different compounds precipitation, the most frequently encountered being the σphase, the χ phase, the chromium nitrides and carbides which reduce both mechanical strength and

corrosion resistance. The aim of this work was to simulate physically the Heat Affected Zone (HAZ)

microstructures in DSS UNS S32304, S32205 and S32750. In order to obtain different HAZ the Gleeble system

was used. Several heat inputs were applied through this simulator, which allowed evaluate the

microstructural evolution and the mechanical properties of these zones. The temperatures used in physical

simulations were determined by Thermo-Calc Software, this supplied the microstructural transformations

temperature ranges. The peak temperature used was 1350°C for 2 seconds; followed by cooling in

accordance with the Rykalin-2D model; one sample set was cooled to 500°C followed by water quenching,

and the second sample set was cooled to 250°C followed by quenching. This procedure was adopted in order

to identify the effect of the final temperature on the phases volume fraction obtained. An increase in the

austenite volume fraction, as well as an increase in the ferrite grain size and a widening in the austenite

grains, due to the increase of the heat input during the physical simulations of the ZTAs was observed. These

microstructural variations caused the tensile strength and Yield 9 strength decreasing in HAZ of DSS

evaluated when these zones were compared to the respective base metal.

Keywords: Duplex stainless steels;Physical simulation;Gleeble system;Microcharacterization;Digital image

analysis.

Volume: 01 Páginas: 176 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO POR

TÉCNICAS DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV), DE TRANSMISSÃO (MET), DIFRAÇÃO DE

RAIOS-X (DRX), ESPECTROSCOPIA POR DISPERSÃO DE RAIOS -X (EDS) E TERMOGRAVIMENTRIA (TG)

Orientador: IVANI DE SOUZA BOTT

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

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Nome Categoria

JORGE CARLOS FERREIRA JORGE PARTICIPANTE EXTERNO

LUIS FELIPE GUIMARAES DE SOUZA PARTICIPANTE EXTERNO

PAULO RANGEL RIOS PARTICIPANTE EXTERNO

RONALDO PINHEIRO DA ROCHA PARANHOS PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Síntese de nanopartículas do espinélio Fe2CoO4 e investigação do seu potencial catalítico na oxidação

de uma matéria-prima oriunda da pirólise da madeira

Autor: OSCAR JAVIER CARRENO TOLEDO

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 29/08/2017

Resumo: Nanopartículas de óxidos metálicos têm sido objeto de estudo devido suas propriedades ópticas,

eletrônicas e magnéticas diferenciadas. Além disso, espinélios, em particular a ferrita de cobalto (Fe2CoO4),

tem se destacado dado o crescente número de aplicações voltadas à exploração do seu potencial catalítico,

principalmente no âmbito dos processos de química verde. Neste contexto, o presente trabalho tem como

foco a síntese de nanopartículas do espinélio Fe2CoO4, no âmbito de uma rota de processamento sol-gel, as

quais são em seguida caracterizadas visando ao estudo de características relevantes, tais como, composição

química elementar, desordem catiônica, tamanho e morfologia dos cristais, via microscopia eletrônica

(MEV/EDS) e difração de raios – x (DRX). Finalmente, o potencial catalítico das nanopartículas produzidas foi

investigado no que diz respeito à oxidação de uma matéria prima enriquecida em carbono oriunda da

pirólise da madeira, mediante ensaios preliminares em forno tubular, bem como via experimentos de

termogravimetria (TG). Neste contexto, amostras diversas foram produzidas variando-se a temperatura de

calcinação (300 a 1000oC), procurando-se estabelecer correlações entre a atividade catalítica medida e as

características intrínsecas de cada material. Os resultados obtidos sugerem que as amostras produzidas a

300 e 400oC com 6h de tratamento apresentaram superior atividade catalítica para a oxidação da matéria-

prima a 600oC.

Palavras-chave: Ferrita de cobalto;Termogravimetria;Sol-Gel;Catálise

Abstract: Nanoparticles of metallic oxides have been studied because of their optical, electronic and

magnetic properties. In addition, spinel, particularly cobalt ferrite (Fe2CoO4), has stood out due to the

increasing number of applications aimed at exploiting its catalytic potential, especially in the field of green

chemistry. In this context, the present work focuses on the synthesis of Fe2CoO4 spinel nanoparticles, within

the scope of a sol-gel processing route, which are then characterized for the study of relevant characteristics

such as elemental chemical composition, cationic disorder, Size and morphology of the crystals, via electron

microscopy (SEM / EDS) and X - ray diffraction (XRD). Finally, the catalytic potential of the nanoparticles

produced was investigated with respect to the oxidation of a carbon-enriched raw material from the

pyrolysis of the wood, through preliminary tests in a tubular furnace, as well as via thermogravimetric (TG)

experiments. In this context, several samples were produced by varying the calcination temperature (300 to

1000°C), aiming to establish correlations between the measured catalytic activity and the intrinsic

characteristics of each material. The obtained results suggest that the samples produced at 300 and 400°C

with 6h of treatment presented superior catalytic activity for the oxidation of the raw material at 600ºC

conducted in the tubular furnace. The catalytic activity was also verified through thermogravimetric tests

conducted with the sample calcined at 400ºC in the temperature range between 480 and 630°C. The oxide of

interest was shown to be stable in said temperature range. The unreacted nucleus model allowed a

quantitative evaluation of the oxidation kinetics of the coal in said temperature range, with a single

activation energy value of 50.1 kJ / mol.

Keywords: Cobalt ferrite;Thermogravimetry;Sol-Gel;Catalysis.

Volume: 01 Páginas: 103 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / SÍNTESE

Projeto de Pesquisa: OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS NANOESTRUTURADOS.

Orientador: ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

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Nome CategoriaNome Categoria

ALEXANDRE VARGAS GRILLO PARTICIPANTE EXTERNO

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Síntese e caracterização de filmes de ligas CuNi via redução com H2 e tratamento térmico subsequente

Autor: FABIAN DE JESUS OROZCO MARTINEZ

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 31/08/2017

Resumo: Ligas metálicas têm sido amplamente estudadas visando atender aplicações onde propriedades

físicas e químicas diferenciadas se fazem necessárias. Neste contexto, merecem destaque as ligas voltadas

ao recobrimento de substratos metálicos tendo-se como objetivo a proteção do substrato em ambientes

corrosivos. A presente pesquisa propõe abordar um método de síntese de ligas de CuNi em substratos de

cobre através da decomposição térmica do nitrato de níquel, e subsequentemente redução do óxido NiO

formado, mediante redução com H2 a 350oC e tratamento térmico na mesma atmosfera a 800oC, com

tempos variados (3, 4 e 5h), no sentido de se estimular a difusão do níquel produzido no interior da matriz de

Cu. Os filmes foram então caracterizados via microscopia eletrônica de varredura (MEV), tanto em sessões

transversais, quanto panorâmico, além da difração de raios-x (DRX) com incidência rasante, visando-se

identificar a liga CuNi produzida. Os resultados sugerem que o processo proposto foi bem sucedido,

permitindo um amplo recobrimento do substrato e subsequente difusão do Ni produzido, o que permitiu a

identificação, em todas as amostras, da liga de interesse. Amostras selecionadas serão futuramente

utilizadas para ensaios de microdureza, bem como de eletro-corrosão, sendo o comportamento medido

comparado ao observado para substrato puro. Espera-se que a presença do recobrimento eleve a resistência

à abrasão, bem como dificulte a corrosão do cobre presente.

Palavras-chave: Redução com hidrogênio;Liga Cu-Ni;Síntese Química;Caracterização e aplicabilidade

Abstract: Metal alloys has been extensively studied to light upon applications where differentiated physical

and chemical properties are required. In this context, its value highlighting the alloys for the coating of

metallic substrates with the objective of protecting the substrate in corrosive environments. The present

work proposes to approach a method of synthesis of Cu-Ni alloys in copper substrates through the thermal

decomposition of nickel nitrate and subsequently to discount the NiO oxide formed by reduction with H2 at

350oC and heat treatment in the same atmosphere at 800oC with (3, 4 and 5h) to stimulate the diffusion of

the nickel produced inside the Cu matrix. The films were then characterized by scanning electron microscopy

(SEM) in both cross-sectional and panoramic sessions, in addition to X-ray diffraction (XRD) with low

incidence, aiming to identify Cu-Ni alloy produced. The results suggest that the proposed process was

successful, allowing a wide coating of the substrate and subsequent diffusion of Ni produced, which allowed

the identification in all samples of the alloy of interest. Selected samples will be used in the future for

microhardness tests, as well as for electro-corrosion, and the measured behavior is compared to that

observed for pure substrate. The presence of the coating is expected to raise the abrasion resistance as well

as to hinder the corrosion of the copper present.

Keywords: Reduction with hydrogen;Cu-Ni League;Chemical synthesis;Characterization and applicability

Volume: 01 Páginas: 86 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / SÍNTESE

Projeto de Pesquisa: OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS NANOESTRUTURADOS.

Orientador: ROGERIO NAVARRO CORREIA DE SIQUEIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

JOSE BRANT DE CAMPOS PARTICIPANTE EXTERNO

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Supercondutividade em Sistemas Híbridos de Bi/Ni: Estudo Nanoestrutural/Analítico por Microscopia

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Eletrônica de Transmissão em Alta Resolução

Autor: LIYING LIU

Tipo de Trabalho de Conclusão: TESE Data da Defesa: 19/04/2017

Resumo: Apesar do bismuto cristalino e do níquel não serem supercondutores, as bicamadas Bi/Ni mostram

uma transição supercondutora a 4 K, o que tem atraído muita atenção. Existem diferentes interpretações

para a supercondutividade (SC) em Bi/Ni, por exemplo: a presença de Ni induz a transformação de estrutura

de Bi, originalmente romboédrica torna-se cúbica de face centrada (CFC); as flutuações magnéticas na

interface Ni/Bi poderiam gerar a SC; a formação do intermetálico NiBi3 na interface; a SC induzida por Bi na

camada de Ni e a formação de uma camada de Bi amorfa fina na interface Ni/Bi. Neste trabalho foram

estudadas a SC e as modificações estruturais, tanto em sistemas de bicamadas quanto em sistemas de

nanopartículas de Bi/Ni, por meio de medidas de transporte elétrico, medições magnéticas e microscopia

eletrônica de transmissão em alta resolução (HRTEM). Foram observadas transições de duas etapas nas

bicamadas Bi/Ni. Os resultados estruturais mostram que duas fases intermetálicas, NiBi e NiBi3, formaram-se

durante a preparação da amostra por deposição a laser pulsado. A formação destes intermetálicos constitui-

se na origem da SC em sistemas Bi/Ni. Um fenômeno interessante foi a observação da fase rica em Bi (NiBi3)

na proximidade da camada de Ni. Entretanto, a fase rica em Ni (NiBi) é formada após a camada NiBi3. Os

resultados de espectroscopia por energia característica de raios-X (EDXS) com resolução nanométrica

mostram claramente um aumento incomum da concentração de Ni próximo à interface Bi/Substrato, o que

foi confirmado por HRTEM. Foram igualmente estudados sistemas constituídos por filmes de

Bi/nanopartículas de Ni e filmes de Ni/nanopartículas de Bi, preparados a temperatura ambiente, não tendo

sido observada a transição supercondutora completa nestes sistemas. Por outro lado, as bicamadas Bi/Ni e,

mesmo, as tricamadas Bi/Ni/Bi, quando preparadas a 4,2 K por evaporação térmica, não revelaram formação

de intermetálicos, mesmo após o recozimento a 300K, e não exibem SC. Com estes resultados, a SC em filmes

finos Bi/Ni se explica pela formação do NiBi e NiBi3 devido a interdifusão na interface.

Palavras-chave: Supercondutividade;Híbridos;HRTEM;Filmes finos;Nanopartículas

Abstract: Despite crystalline bismuth and nickel being not superconducting, Bi/Ni bi-layers show a

superconducting transition at 4 K and this has been attracting attention. There are different interpretations

for the superconductivity (SC) in Bi/Ni, for example: the presence of Ni induces the modification of Bismuth

structure from rhombohedral to face centered cubic (FCC); magnetic fluctuations at the interface of Ni/Bi

would induce SC; formation of intermetallic NiBi3 at the interface; Bi induced superconductivity in Ni layer

and formation of a very thin amorphous Bi layer formed at the interface of Ni/Bi. The present work studies

the SC and microstructure modifications of the Bi/Ni bilayer and nanoparticle systems by means of electric

transport and magnetic measurements, and high resolution electron microscopy (HRTEM). Two-step

transitions have been observed in Bi/Ni bilayers. The observed microstructure shows that two intermetallic

phases (NiBi and NiBi3) have been formed during the sample preparation by pulsed laser deposition. The

formation of the two intermetallic compounds constitutes the origin of the superconductivity in Bi/Ni

systems. One interesting phenomenon is the observation of Bi-rich phase (NiBi3) formed near the Ni layer.

However, the Ni-rich phase (NiBi) is formed after the NiBi3 layer. Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS)

results at nanometer scale clearly show an unusual increase of Ni concentration near the interface of

Bi/Substrate, which was confirmed by HRTEM observation. Bilayers of Bi/Ni nanoparticles and Ni/Bi

nanoparticles have been studied as well and the samples do not show a full superconducting transition. On

the other hand, Bi/Ni bilayers and Bi/Ni/Bi trilayers have been prepared at 4.2 K by thermal evaporation do

not reveal formation of intermetallic compounds even after annealing at 300 K, and they are not

superconducting down to 1.8 K . With this result, The SC in Ni/Bi thin films can be explained by

Keywords: Superconductivity;Hybrids;HRTEM;Thin films;Nanoparticles

Volume: 1 Páginas: 117 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: MATERIAIS NANOESTRUTURADOS / CARACTERIZAÇÃO

Projeto de Pesquisa: CARACTERIZAÇÃO NA ESCALA ATÔMICA DE NANOPATÍCULAS E MATERIAIS

NANOESTRUTURADOS

Orientador: IVAN GUILLERMO SOLORZANO NARANJO

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

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Nome Categoria

FRANCISCO JOSE MOURA DOCENTE

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Susceptibilidade de diferentes ensaios não destrutivos para indicação de trincas de fadiga

Autor: IVAN RAMALHO TONIAL

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 17/05/2017

Resumo: Ensaios não-destrutivos são técnicas utilizadas na inspeção de materiais e equipamentos sem

danificá-los, sendo executados nas etapas de fabricação, construção, montagem e manutenção. Constituem

uma das principais ferramentas do controle e garantia da qualidade de materiais e produtos, sendo

largamente utilizados nos setores petróleo/petroquímico, químico, aeronáutico, aeroespacial, siderúrgico,

naval, eletromecânico, papel e celulose, entre outros. Representam métodos capazes de proporcionar

informações sobre defeitos, características tecnológicas do material, ou ainda, monitoração da degradação

em serviço de componentes, equipamentos e estruturas, o que permite o uso de ações de extensão de suas

vidas úteis. O objetivo desta pesquisa foi comparar a adequação de diferentes técnicas não destrutivas na

detecção e estimativa da dimensão de trincas de fadiga, nucleadas e propagadas intencionalmente, em

material estrutural. Para tal, corpos de provas cilíndricos do aço 42CrMo4 com um entalhe em V sofreram

carregamentos cíclicos até diferentes números de ciclos, o que proporcionou diferentes tamanhos de trinca.

O comprimento das trincas passantes foi monitorado por meio de lupa posicionada na lateral do corpo de

prova. Após a etapa de nucleação e propagação das trincas de fadiga, todos os corpos de prova foram

inspecionados com emprego das técnicas de Ultrassom Convencional, Ultrassom Phased Array e Radiografia

Digital, para permitir a indicação das trincas de fadiga e o estabelecimento de suas dimensões. Terminada as

inspeções, os corpos de prova foram resfriados em nitrogênio líquido e fraturados com aplicação de uma

carga de flexão, o que permitiu a visualização das superfícies das trincas. Em seguida, as trincas foram

medidas visualmente com o auxílio de uma lupa, o que permitiu comparar as indicações (virtual) de defeitos

nos corpos de prova com a existência (real) dos mesmos e, ainda correlacionar as dimensões indicadas nas

inspeções com aquelas medidas nas superfícies das trincas. Neste contexto, todas as técnicas se mostraram

adequadas para a indicação de defeitos. Além disso, para trincas curtas, o Ultrassom Phased Array foi a

técnica que apresentou a melhor suscetibilidade para o dimensionamento de descontinuidades, enquanto

que a Radiografia Digital se mostrou mais eficiente para trincas mais longas.

Palavras-chave: Ultrassom Convencional;Ultrassom Phased Array;Radiografia Digital;indicação de

trincas;medição de trincas.

Abstract: Non-destructive tests are techniques used in material and equipment inspection without

permanent damage, applied in the stages of manufacture, construction, assembly and maintenance. They

are one of the main tools to control and insure the quality of materials and products, with widely

applications in oil / petrochemical, chemical, aeronautical, aerospace, steel industry, naval,

electromechanical industries. They represent with capacity of providing information about defects,

technological characteristics of the material, or monitoring the degradation in service of components,

equipment and structures, which allows the use of useful live extensions in service. The objective of this

research was to compare the application of different non-destructive techniques in the detection and size

estimation of fatigue cracks, nucleated and propagated intentionally, in structural material. For this purpose,

cylindrical specimens of 42CrMo4 steel with a V-notch were subjected to cyclic loading with different cycle

numbers, which provided different crack sizes. The length of the cracks was monitored by a magnifying glass

positioned on the specimen surface. After the crack nucleation and propagation, all specimens were

subjected to non-destructive tests making use of Conventional Ultrasound, Phased Array Ultrasound and

Digital Radiography, in order to provide crack indications and crack dimensions. After the inspections, the

specimens were cooled down in nitrogen and fractured in three point bending to promote opened crack

surfaces. In the sequence, the cracks were measured using a magnifying glass, which allowed a comparison

between the indicated and measured defects. In this context, all techniques were adequate for crack

indications. On the other hands, for short cracks, the Phased Array Ultrasound was the technique that

presented the best susceptibility for estimate the discontinuity dimensions, while Digital Radiography proved

to be more efficient for longer cracks.

Keywords: Conventional Ultrasound;Phased Array Ultrasound;Digital Radiography;crack indication;crack

measurement.

Volume: 01 Páginas: 178 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

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Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: DESEMPENHO E INTEGRIDADE DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MECÂNICA DE TRINCAS

Orientador: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS PARTICIPANTE EXTERNO

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH PARTICIPANTE EXTERNO

RICARDO PONDE WEBER PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Uso da microtomografia computadorizada para avaliação de danos na microestrutura de pasta de

cimento submetido a carregamento cíclico e a temperaturas elevadas

Autor: RENATA LORENZONI

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 14/08/2017

Resumo: A pasta de cimento classe G é muito utilizada nas operações de cimentação de poços de petróleo,

sendo submetida a várias formas de deterioração, afetando sua durabilidade. Duas dessas formas de

deterioração que ocorrem nos poços são por carregamento cíclico e temperaturas elevadas. Neste estudo,

corpos de prova foram submetidos a ensaios de carregamento cíclicos de 30%, 50% e 70% das tensões de

ruptura e de temperaturas elevadas de 100°C, 200°C, 450°C e 650°C. A microtomografia computadorizada

(microCT) foi utilizada para gerar imagens tridimensionais para observar a estrutura interna do material e,

através de uma rotina computacional desenvolvida, avaliar qualitativa e quantitativamente a evolução de

poros e fissuras após os ensaios. Primeiramente foi utilizado o software Fiji para aplicação de filtro de

redução de ruído, em seguida as imagens de antes e depois dos ensaios são alinhadas com auxílio do

software DataViewer. No software Dragonfly os vazios (poros e fissuras) das imagens são segmentadas e

quantificados, apresentando o volume e esfericidade dos vazios de interesse. Os resultados dos ensaios de

carregamento cíclico mostraram que submeter a 30% da tensão de ruptura quase não influencia na

estrutura interna, mas 50% e 70% causam danos significativos no material. Os corpos de prova submetidos a

100°C e 200°C apresentaram pequenas fissuras, mas a estrutura dos poros não mudou. Na amostra

submetida a 450°C muitas fissuras foram observadas. Já a amostra submetida a 650°C apresentou um

elevado nível de degradação, impossibilitando a realização da microCT após o ensaio. Como conclusão, a

pasta de cimento classe G pode ser utilizada para operações com carregamentos cíclicos inferior a 30% da

tensão de ruptura e inferior a temperaturas de 200°C. Finalmente, a desidroxilação do Ca(OH)2 e a

decomposição do C-S-H causam alta deterioração para o material em estudo.

Palavras-chave: Durabilidade;Carregamento cíclico;Temperaturas elevadas;Microtomografia

Computadorizada

Abstract: Class G oil well cement is frequently used a in oil well cementing operation, which is subjected to

various forms of deterioration, affecting its durability. Two of these forms of deterioration is due to cyclic

loading and elevated temperatures. In the present study, cylindrical specimens were subjected to cyclic

loading of 30, 50 and 70% of the materials ultimate strength and to temperatures of 100C, 200C, 450 and 650C

for one hour. Microcomputed tomography (microCT) was used to generate threedimensional images to

visualize the internal structure of the material before and after the tests, and to quantitatively assess the

evolution of pore structures and cracking by a computational routine developed. First, the FIJI software was

used to reduce noises of images, then the images generated before and after the tests was aligned using the

DataViewer software. In the Dragonfly software the voids (pores and fissures) of the images are segmented

and quantified, showing the volume and sphericity of the voids of interest.The results of the cyclic load test

showed that when the specimen was submitted to 30 % of its ultimate strength almost no influence in the

internal structure was observed.When the cyclic load was increased to 50% and 70% significant damage to

the specimens was noticed. The results of the qualitative and quantitative analysis of the specimen

submitted to 100C and 200C showed the appearance of small cracks, however, the pore structures did not

change. In the specimen subjected to 450C the appearance of several cracks was visualized. For the sample

submitted to 650C specimen was imposed to the material, making it impossible to visualize in the microCT.

As a conclusion, the Class G Oil Well Cement Paste may be used for operations with cyclic loading up to 30%

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

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of the ultimate strength with service temperatures up to 200C. Finally, the dehydroxylation of Ca(OH)2 and

degradation of CaCO3 led to high deterioration in this cement paste.

Keywords: Durability;Cyclic Load;Elevated Temperature;Microcomputed tomography

Volume: 01 Páginas: 134 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

Linha de Pesquisa: PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Projeto de Pesquisa: MICROSCOPIA DIGITAL PARA A CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

Orientador: SIDNEI PACIORNIK

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

FLAVIO DE ANDRADE SILVA PARTICIPANTE EXTERNO

MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO PARTICIPANTE EXTERNO

OTAVIO DA FONSECA MARTINS GOMES PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Uso de processos oxidativos avançados para o tratamento de efluente de indústria de celulose

Autor: MANOELA DEMORI LACOMBE PENNA DA ROCHA

Tipo de Trabalho de Conclusão: DISSERTAÇÃO Data da Defesa: 26/09/2017

Resumo: O Brasil dispõe de uma das maiores bacias hidrográficas do planeta, aliado a isso, as condições

climáticas e do solo favorecem o plantio e cultivo de eucalipto e pinus. Essas características conferem às

indústrias de celulose instaladas no país uma vantagem comparativa em relação às concorrentes instaladas

no resto do mundo, o que coloca o Brasil entre os dez maiores produtores mundiais desta matéria-prima.

Embora o consumo de água nesse tipo de indústria tenha sido reduzido drasticamente nos últimos trinta

anos, a indústria de celulose ainda se encaixa como uma fonte potencialmente poluidora dos corpos

hídricos, gerando cerca de 50m³ de efluentes por tonelada de celulose produzida. As estações de tratamento

de efluentes das indústrias de celulose do Brasil aplicam o tratamento biológico como solução final aos

efluentes gerados, porém, mesmo após o tratamento, o efluente apresenta cor elevada e variados valores de

DQO, não sendo possível seu reuso pelo processo e podendo causar inconvenientes ao meio ambiente, ao

ser despejado. Desta forma, uma etapa de polimento utilizando processos oxidativos avançados (POA)

apresenta-se como uma alternativa possível para a oxidação dos contaminantes de difícil remoção

residuários do tratamento biológico, resultando nos abatimentos de cor e DQO. O presente trabalho avalia a

utilização de dois diferentes tipos de POA, Fenton-Zero - processo Fenton utilizando ferro zero valente - e

UV/H2O2, com o intuito de tornar o descarte do efluente menos agressivo aos corpos hídricos e/ou permitir

seu reuso na etapa de branqueamento do processo. Os parâmetros observados foram DBO, DQO, COT, cor e

ABS280nm (medida de compostos ligninícos). Os experimentos foram conduzidos em batelada, em escala de

laboratório e utilizando efluente bruto real de indústria de celulose. Para os testes com o processo Fenton

foram realizados experimentos de acordo com um planejamento fatorial 23, investigando a influência das

variáveis pH, dosagem de peróxido de hidrogênio e massa de ferro zero valente fornecida por volume de

solução. Como fonte de ferro foi utilizada lã de aço comercial nas concentrações de 5.5 g/L, 6.5 g/L e 7.5 g/L.

As concentrações de peróxido de hidrogênio estudadas foram de 442 mg/L, 884 mg/L e 1326 mg/L e os

valores de pH variaram entre 5.5, 6.5 e 7.5. Já os testes com o sistema UV/H2O2 foram conduzidos com o

único objetivo de polimento do efluente para reuso pelo processo. Desta maneira, o pH utilizado foi o natural

do efluente (7.5) e três doses de H2O2 foram aplicadas, estando estas em excesso.

Palavras-chave: Efluente de celulose;Processos oxidativos avançados;Fenton-Zero;UV/H2O2.

Abstract: The present work evaluates the use of two different types of AOP: the Zero-Fenton - process using

zero valent iron - and UV/H2O2 for the treatment of pulp mill wastewater biologically treated. The observed

parameters were BOD, COD, TOC, color and ABS280nm (measure of lignin compounds). The experiments

were conducted in batch, lab scale and with real wastewater from biological treatment of a cellulose plant in

Brazil. For the Fenton process, experiments were carried out according to a factorial design 23 investigating

the influence of the variables pH, hydrogen peroxide dosage and zero-valent iron mass supplied by solution

volume. As iron source, commercial steel wool was used in the concentrations of 5.5 g / L, 6.5 g / L and 7.5 g /

L. The concentrations of hydrogen peroxide studied were 456.9 mg / L, 913.7 mg / L and 1370.6 mg / L and pH

values ranged from 5.5, 6.5 and 7.5. The average removal rate was 57.1% COD, 67.2% COD, 90.5% Color,

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04/11/2019 Plataforma Sucupira

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83.4% lignin compounds and 54% TOC. Also 9,52 mg/L of final BOD and 60,1 mg/L of final COD. The trials with

the UV/H2O2 system, on the other hand, were conducted with the sole objective of polishing the effluent for

reuse in the process. The pH used was the effluent's natural (7.5) and three excess doses of H2O2 were

applied.

Keywords: Pulp mill wastewater;Advances oxidation processes;Fenton-Zero;UV/H2O2.

Volume: 01 Páginas: 152 Idioma: PORTUGUES

Biblioteca depositada: Biblioteca Central

Área de Concentração: ENGENHARIA DE PROCESSOS E MEIO AMBIENTE

Linha de Pesquisa: TECNOLOGIAS AMBIENTAIS

Projeto de Pesquisa: PROCESSOS OXIDATIVOS NO TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES DE PETRÓLEO

Orientador: LUIZ ALBERTO CESAR TEIXEIRA

O orientador principal compôs a banca do discente? Sim

BANCA EXAMINADORA

Nome Categoria

ANDREA AZEVEDO VEIGA PARTICIPANTE EXTERNO

LIDIA YOKOYAMA PARTICIPANTE EXTERNO

PRISCILLA LOPES FLORIDO PARTICIPANTE EXTERNO

FINANCIADORES

Não existem financiadores associados ao trabalho de conclusão.

Total de Trabalhos de Conclusão: 29