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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
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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
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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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
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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
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 20/31
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,
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 21/31
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 25/31
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 26/31
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 27/31
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 28/31
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
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 29/31
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%
04/11/2019 Plataforma Sucupira
https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/coleta_online/relatorios/conferencia/formRelatorio.xhtml 30/31
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,
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